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CURSO BÁSICO DE
RADIOPROTECCIÓN
PARA OPERADORES
Lic. David Elizondo Vargas.
CursoBásico de Radioprotección
Lic. David Elizondo Vargas.
DRS-UN-057-2013-S
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Lic. David Elizondo Vargas.
DRS-UN-057-2013-S
2
CURSO BÁSICO DE RADIOPROTECCIÓN
PARA OPERADORES
1. FUENTES DE RADIACION
1.1. Radiación: concepto general
En sentido estricto se refiere a la energía transportada por ondas electromagnéticas, llamada
radiación electromagnética. No obstante, se utiliza también para referirse al movimiento de
partículas subatómicas a gran velocidad en el medio, con apreciable transporte de energía y
que recibe el nombre de radiación corpuscular.
Entre las partículas cargadas se encuentran las partículas alfa o núcleos de helio, las partículas
beta o electrones acelerados emitidos por determinados radionucleídos y los neutrones
obtenidos como resultado de reacciones nucleares.
Entre la radiación electromagnética o cuantos de energía está la radiación gamma emitida por
ciertos radionucleídos tras el proceso de desintegración radiactiva y los rayos X producidos por
la interacción de un flujo de electrones acelerados contra un blanco de número Z muy elevado.
Mediante los procesos de interacción, las radiaciones ionizantes ceden su energía o parte de
ésta a los átomos y moléculas del medio que atraviesan, pudiendo interactuar con los
electrones o con los núcleos atómicos del medio ionizándolos y excitándolos.
1.2. Radiación ionizante:
Son partículas o fotones procedentes de los átomos, ya sea desde su núcleo o desde su
corteza electrónica, con energía suficiente para ionizar la materia, desplazando los electrones
de sus órbitas.
1.3. Radiación natural de fondo:
La radiación de fondo es la que permanentemente se recibe por causas naturales, es
imposible evitarla y está constituida básicamente de la radiación cósmica y la de la corteza
terrestre.
1.4. Radiación cósmica:
Está constituida básicamente de protones y partículas alfa que viajan desde el sol y otras
estrellas a grandes velocidades y al interactuar con la atmósfera se convierten en
componentes secundarios como neutrones, electrones, positrones, neutrinos, antipartículas y
fotones que son los que llegan a la superficie terrestre. Este baño de radiación cósmica afecta
de manera desigual a la Tierra, ya que está fuertemente influenciada por la latitud, pues el
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campo magnético terrestre hace que los polos reciban una dosis mayor que las regiones del
ecuador, pero la altitud es un factor más determinante pues la dosis de radiación cósmica
aumenta cuando las capas de aire son más delgadas, como en las montañas altas, ya que la
atmósfera actúa como un blindaje que amortigua parte importante de la exposición. (Gaona,
1999)
1.5. Radiación de la corteza terrestre:
Es la producida por los isótopos radiactivos originales muy longevos como el Uranio-238, el
Uranio-235, el Torio-232 y sus respectivas series de desintegración radiactiva, presentes desde
la formación del planeta en toda la corteza terrestre, básicamente en el suelo y las rocas.
Además existe la radiación por isótopos radiactivos naturales biológicamente muy activos, que
son atrapados por los alimentos en la tierra donde fueron cosechados e ingresan por vía
digestiva al organismo. Entre estos elementos radiactivos se pueden citar el Yodo-131, el
Cesio-137, el Carbono-14, el Estroncio-89 y especialmente el Potasio-40 que se encuentra en
la composición del cuerpo humano. Por último y con ingreso por vía respiratoria está la
radiación por partículas alfa que produce el Radón-222, producto de la desintegración
radiactiva del Radio-226 presente en pequeñas cantidades en las rocas, en el suelo y en los
materiales de construcción (Gaona, 1999)
1.6. Radiación artificial:
El hombre también se expone a la radiación que produce para usos médicos, industriales, de
enseñanza, investigación y con fines energéticos de equipos generadores de radiación y de
materiales radiactivos.
La radiación artificial que aporta la mayor dosis proviene de las aplicaciones en el campo
médico (Borrás, 1998)
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2. TIPOS DE RADIACION
Las radiaciones ionizantes pueden ser clasificadas en dos categorías: radiación corpuscular o
de partículas y radiación electromagnética.
2.1. Emisión de radiación corpuscular:
2.1.a. Emisión alfa.
Es equivalente a un núcleo de helio. Contiene dos protones y dos neutrones, su masa es de
4umas y tiene dos unidades positivas de carga. Comparada con un electrón a punto de ser
arrancado de su átomo debido a la ionización, tiene una masa considerable y ejerce una gran
atracción electrostática. Las partículas alfa sólo son emitidas por núcleos de elementos
pesados.
Una vez emitida por un átomo radiactivo, la partícula alfa viaja a gran velocidad a través de la
materia, pero debido a su masa y a su carga, transfiere con facilidad su energía cinética a los
electrones orbitales de otros átomos. Debido a esa cantidad de ionización, la partícula alfa
pierde energía rápidamente y su recorrido en la materia es muy corto. En el aire las partículas
alfa recorren unos cinco centímetros, mientras que en los tejidos blandos penetran como
máximo unos 100 micrómetros.
2.1.b. Emisión beta.
Se diferencian de las alfa por su masa y por su carga. Son partículas ligeras con un número de
masa atómica de cero, tienen una unidad de carga negativa y son emitidas por el núcleo de un
átomo radiactivo. La única diferencia entre un electrón y una partícula beta es su origen. Las
partículas beta se originan en el núcleo de los átomos radiactivos y los electrones existen en
capas fuera del núcleo de todos los átomos. Una vez emitidas por un radioisótopo, las
partículas beta atraviesan el aire, ionizando unos cientos de átomos por centímetro. El alcance
de las partículas beta es mucho mayor que el de las alfa. Dependiendo de su energía, una
partícula beta puede atravesar entre 10 y 100 cm. de aire o 1-2 cm. de tejidos blandos. Una vez
que la partícula beta ha perdido toda su energía, se detiene y se combina con un átomo
deficitario en electrones.
2.1.c. Emisión neutrónica.
La ausencia de carga eléctrica hace que los neutrones sean muy penetrantes en la materia, y
por lo tanto sus interacciones sólo pueden ser posibles cuando los mismos se acercan a los
núcleos a distancias del orden del radio nuclear (mediante fuerzas de corto alcance).
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Por lo tanto podemos dividir la interacción de los neutrones con la materia básicamente en
reacciones de dispersión y reacciones de captura.
Las reacciones de dispersión pueden ser elásticas e inelásticas. En las primeras el efecto neto
es un cambio en la dirección del neutrón, mientras en las segundas, además de dicho cambio,
el núcleo blanco queda en un estado excitado volviendo al estado fundamental mediante la
emisión de radiación gamma.
Las reacciones de captura ocurren básicamente con neutrones de baja energía. En dichas
reacciones el neutrón es capturado por el núcleo blanco, el cual queda en un estado excitado,
pudiendo volver al estado fundamental por emisión de radiación o de partículas.
Surge como consecuencia que en la interacción de la radiación neutrónica con la materia
siempre hay presente además radiación o partículas, lo cual pone de manifiesto que el
problema del blindaje de neutrones es bastante complicado, ya que por lo tanto el material
blindante debe absorber además de los neutrones otros tipos de radiación.
Para resolver el problema del blindaje de los neutrones, primero se debe frenar a los mismos
para luego absorberlos. Al primer proceso se lo denomina moderación. Durante la moderación
el neutrón efectúa choques elásticos e inelásticos con los núcleos del moderador tendiendo a
establecer un equilibrio térmico con los mismos (razón por la cual a los neutrones resultantes
se los denomina térmicos).
Si tenemos en cuenta la masa del neutrón, vemos que el mejor moderador es el hidrógeno, ya
que posee casi la misma masa. En la práctica no se utiliza el hidrógeno pues su baja densidad
haría necesarios grandes volúmenes del mismo para obtener una buena moderación. Por lo
tanto se emplean materiales con un alto contenido de hidrógeno y de densidad relativamente
alta, como por ejemplo agua, parafina, polietileno, concreto, etc.
2.2. Radiación electromagnética
Los Rayos X y los rayos gamma son formas de radiación ionizante electromagnética. No tienen
masa ni carga, viajan a la velocidad de la luz y pueden considerarse como alteraciones
energéticas en el espacio. La diferencia entre rayos X y los rayos gamma está en su origen.
Los rayos gamma son emitidos por el núcleo de un átomo radiactivo y suelen asociarse a la
emisión de una partícula alfa o beta. Los rayos X se producen fuera del núcleo, en las capas
electrónicas.
Una vez emitidos los Rayos X y gamma atraviesan el aire, produciendo una tasa de 100 pares
iónicos por micrómetro, aproximadamente igual a la de las partículas beta. Sin embargo, a
diferencia de las partículas beta, los rayos X y los gamma tienen un alcance ilimitado en la
materia.
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2.2.a. Definición de ondas electromagnéticas:
Los fotones de radiación electromagnética viajan en línea recta y a la velocidad de la luz en
ondas que contienen un campo eléctrico y otro magnético que varían en forma sinusoidal o
alternativa en direcciones perpendiculares entre sí, como se aprecia en el siguiente esquema:
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2.2.b. Espectro electromagnético:
Según la Constante de Planck, existe una estrecha relación entre la energía y la frecuencia de
la onda electromagnética. (Bushong, 1998)
En todos lo movimientos ondulatorios, la frecuencia de la onda suele darse indicando el
número de crestas de onda que pasan por un punto determinado cada segundo, por lo que la
longitud de onda, o sea la distancia entre una cresta y otra, va a determinar la frecuencia de la
onda electromagnética. La velocidad de la onda, su frecuencia y longitud de onda están
relacionadas entre sí. La energía del fotón es inversamente proporcional a su longitud de onda
(la distancia entre dos crestas consecutivas) por lo que a mayor longitud de onda, menor es la
energía de la radiación y a menor longitud de onda mayor es su energía.
La frecuencia se expresa en Hertz (Hz): una frecuencia de un Hertz significa que existe un ciclo
u oscilación por segundo. Los fenómenos de alta frecuencia como las ondas de radio se
expresan en kilohertz y megahetz (KHz y GHz: miles y millones de ciclos por segundo). Las
ondas electromagnéticas de frecuencias extremadamente elevadas, como la luz o los Rayos X,
Suelen describirse mediante sus longitudes de onda, que frecuentemente se expresan en
nanómetros (un nanómetro –nm- es una milmillonésima de metro).
Una onda electromagnética con una longitud de onda de 1 nm tiene una frecuencia de
aproximadamente 300 millones de GHz.
La longitud de la onda electromagnética es la
distancia entre cresta y cresta,
La cantidad de veces que una cresta
pase por un lugar en un segundo es la
frecuencia de la onda.
Las diferencias entre los fotones de los distintos componentes del espectro electromagnético
son la frecuencia y la longitud de onda, así por un lado están las ondas de radio con una
longitud de onda de un kilómetro, las microondas miden un centímetro, la luz visible un
micrómetro (10 ⁻⁶ ) y los Rayos X miden 0.5 nanómetros (10⁻¹º) (2004.Wikipedia. ³ )
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3. INTERACCION DE LA RADIACION CON LA MATERIA
3.1. Radiación directamente ionizante.
Las partículas cargadas pierden su energía porque ellas la transmiten a los electrones de la
envoltura atómica, así que la cantidad de pares de iones producidos de un recorrido dado es
una medida de la energía entregada por la radiación. La ionización se produce mediante
interacciones electromagnéticas con los electrones de la envoltura. Por estas razones se
agrupan bajo el término de radiaciones directamente ionizantes. Estas partículas pierden
continuamente su energía al atravesar un medio dado, por lo que su alcance es limitado.
3.2. Radiación indirectamente ionizante.
Las partículas no cargadas, entre ellas los cuantos de radiación electromagnética se agrupan
en la definición de radiaciones indirectamente ionizantes. Ellas no pierden su energía de forma
continua mediante procesos de ionización y excitación, sino que pueden atravesar grandes
distancias antes de chocar con los núcleos o con los electrones del medio. En estas
interacciones discretas, las radiaciones indirectamente ionizantes ceden toda o gran parte de
su energía en la formación de una o varias partículas cargadas llamadas “secundarias”, las
que se encargan de ionizar el medio. Ejemplos de estas radiaciones ionizantes son: los
neutrones, los rayos X y la radiación gamma. (Doménech et al. 1998)
3.3. Tipos de interacción de la radiación electromagnética con la materia
Los rayos gamma de baja energía tienden a interaccionar con átomos completos, los de
energía moderada interaccionan por lo general con electrones y los de alta energía suelen
hacerlo con núcleos. Existen tres mecanismos básicos por los que los rayos gamma
interaccionan a esos niveles estructurales: Efecto Compton, Efecto Fotoeléctrico y producción
de pares.
3.3. a. Efecto Compton
Los Rayos gamma de energía moderada como los incluidos en el rango diagnóstico, pueden
experimentar una interacción con electrones de la capa más externa que no sólo dispersa el
fotón, sino que reduce su energía y también ioniza el átomo.
El fotón continúa en una dirección alterada y con menor energía, ésta es igual a la diferencia
entre la energía del fotón incidente y la energía aportada al electrón, la que debe ser igual a la
energía de unión del electrón más la energía cinética con la que sale del átomo.
Durante una interacción Compton, la mayor parte de la energía se divide entre el fotón disperso
y el electrón secundario, también denominado electrón Compton. Es habitual que el electrón
disperso retenga la mayor parte de la energía. Tanto el fotón disperso como el electrón
secundario pueden tener energía suficiente para experimentar más interacciones de ionización
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antes de perderla toda. En último término, el fotón disperso será absorbido fotoeléctricamente y
el electrón secundario caerá en un hueco de una capa electrónica creado previamente por
algún otro evento ionizante.
La dispersión Compton puede producirse con todos los rayos gamma diagnósticos, de ahí su
importancia en Medicina Nuclear, aunque sea una importancia negativa. Los rayos gamma
dispersos no proporcionan información útil en la imagen , por el contrario; contribuyen a crear
un velo por distorsión geométrica que se traduce en una calidad inferior del estudio.
En el Efecto
Compton suceden
dos cosas:
1-Un “electrón
Compton” es
expulsado de una
órbita externa del
átomo.
2-Un “fotón
Compton” de
menor energía.
La distribución angular de los fotones dispersos depende de la energía inicial del fotón y puede
describirse matemáticamente.
3.3.b. Efecto Fotoeléctrico
Se pueden experimentar interacciones de ionización con electrones de capas internas de los
átomos, de forma que el fotón no se dispersa, sino que es totalmente absorbido y el electrón
expulsado del átomo, conocido como fotoelectrón, escapa con energía cinética igual a la
diferencia entre la energía del fotón incidente y la de unión del electrón.
Tras una interacción fotoeléctrica, se producen rayos X característicos. La eyección de un
fotoelectrón de la capa K por un fotón incidente conduce a una vacante en esa capa. Ese
estado no natural es corregido inmediatamente por un electrón de una capa externa, por lo
general de la capa L, que cae en el espacio vacío. Esa transición electrónica va acompañada
de la emisión electromagnética cuya energía es igual a la diferencia entre las energías de unión
de las capas participantes. Esos rayos X característicos también son radiación secundaria y se
comportan como la radiación dispersa. Nada aportan a la información diagnóstica y se
producen con intensidad insignificante.
La probabilidad de que un determinado fotón experimente interacción fotoeléctrica depende de
su energía y del número atómico del átomo blanco. No se puede producir una interacción
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fotoeléctrica, a menos que fotón incidente tenga una energía igual o superior a la de ligadura
del electrón. Si el fotón incidente tiene energía suficiente, la probabilidad de que experimente
una interacción fotoeléctrica disminuye con el cubo de la energía del fotón: la probabilidad de
interacción fotoeléctrica es inversamente proporcional a la tercera potencia de la energía del
fotón.
3.3.c. Producción de pares
En el Efecto Fotoeléctrico el fotón es
totalmente absorbido por un electrón
de la capa K y el “fotoelectrón” es
expulsado del átomo.
(Langan et al, 1994)
Cuando un fotón de rayos gamma altamente energético logra escapar a la interacción del
envoltorio electrónico, se acerca tanto al núcleo del átomo blanco que puede experimentar la
influencia del fuerte campo electrostático nuclear, esta interacción hace que el fotón
desaparezca y aparecen en su lugar dos electrones, uno con carga positiva, llamado positrón y
otro con carga negativa.
El fotón incidente debe tener una energía de al menos de 1,02 MeV para producir este efecto.
Dicha energía se distribuye por igual entre los dos electrones en forma de energía cinética.
Dado que la producción de pares sólo comprende radiación electromagnética con energía
superior a 1,02 MeV, es importante en Medicina Nuclear en la técnica de PET.
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La aniquilación del
positrón y el electrón
produce dos fotones gama
de 0,511 MeV. (Langan
et al. 1994)
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4. DOSIMETRIA DE LA RADIACIONES IONIZANTES
Después de las fuentes de radiación natural, la exposición médica es, la mayor fuente de
exposición creada por el hombre.
4.1. Dosis
Es la cantidad de energía de radiación ionizante recibida. Ver también dosis absorbida, dosis
equivalente y dosis efectiva. El término “dosis” se usa también libremente para expresar la
exposición en el aire a un haz de radiación, o la cantidad de actividad administrada a un
paciente.
4.2. Dosis absorbida
Es la energía impartida por radiaciones ionizantes a una unidad de masa de materia. Está dada
por la diferencia entre la energía incidente de la radiación y la transmitida , divida por la masa
del cuerpo irradiado. La unidad del SI de dosis absorbida es el Gray (Gy).
1 Gy = 1 J/kg. La unidad anterior al SI era el rad. 1Gy  100 rad
4.3. Dosis equivalente ( H )
Toma en cuenta la calidad de la radiación (transferencia lineal de energía), el daño biológico es
diferente con la misma dosis dependiendo del tipo de radiación, por lo que a cada tipo se le
asigna un factor de calidad”Q”
T i p o d e r a d i a c i ó n Q
R a y o s X , γ 1
E le c t r o n e s 1
N e u t r o n e s t é r m ic o s 2 . 3
N e u t r o n e s r á p id o s 10
P r o t o n e s 10
P a r t í c u la s α 20
Su unidad es el Seivert (Sv) y se obtiene al multiplicar la dosis absorbida ( en Gy ) por el factor
de calidad de cada tipo de radiación .
La unidad antigua es el REM .
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1 REM = 0.01 Sv.
4.4. Dosis efectiva ( E )
Es la suma de las dosis equivalentes de una exposición particular en todos los tejidos del
cuerpo, ponderada por un factor de ponderación de tejido, de acuerdo a la radiosensibilidad del
tejido. Provee una indicación del riesgo global de una exposición, independientemente de la
parte del cuerpo expuesta.
La unidad es el sievert, 1 Sv = 1 J/kg.
En el antiguo sistema era el rem. 1Sv  100 rem.
A cada órgano le asigna un factor de ponderación wt. Su unidad es el Sv.
4.5.. Dosis efectiva comprometida
Magnitud E() definida por la expresión:
E()= wT . HT ()
Siendo HT () la dosis equivalente comprometida al tejido T a lo largo de
integración  y wT es el factor de ponderación para tejido correspondiente al
tejidoT. Cuando  no se especifique se considerará que su valor es de 50 años
para los adultos y hasta la edad de 70 años para las incorporaciones en niños
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5. DETECCIÓN DE LAS RADIACIONES IONIZANTES.
5.1. Tipos de detectores de radiacionesionizantes más utilizados
La detección de la radiación ionizante queda asociada a dos componentes, el detector
propiamente dicho y la manera como se procesa y presenta la señal recibida. Una manera de
clasificarlos es por el tiempo que tarda en entregar la señal después de recibir el estímulo
ionizante y por el fenómeno físico asociado.
Inmediato Ionización
Tiempo Fenómeno físico asociado
Retardado Excitación
Estos factores permite agruparlos en cuatro grupos:
5.1.a Inmediato por ionización
En esta nominación tenemos de dos tipos:
A. Detectores de estado gaseoso:
 Cámara de ionización
 Contador proporcional
 Geiger-Müller
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B. Detectores de estado sólido o semiconductores
5.1.b. INMEDIATOS POR EXITACION:
Las cámaras gamma
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5.1.c. RETARDADO POR IONIZACIÓN:
Dosimetría por película fotográfica
La emulsión fotográfica contiene granos de bromuro de plata (AgBr), y al pasar por ella una
radiación deja a su paso iones de bromo y de plata suspendidos en la emulsión, como imagen
latente. Cuando se revela la película aparecen los granos de plata metálica. El oscurecimiento
se mide después con un densitómetro óptico, que mide la transmisión de luz, y de allí se
deduce la dosis recibida.
a) Película fotográfica. b) Cámara de
ionización.
(Bosch, 1994)
5.1.d. RETARDADO POR EXCITACIÓN
Dosimetría por Termoluminiscente (TLD)
Se basan en el fenómeno de la termoluminiscencia que consiste en la emisión luminosa
térmicamente estimulada, se usa esa característica para determinar mediante un estímulo
térmico la excitación que se ha producido con la aplicación de un campo de radiación.
Los dosímetros termoluminiscentes TLD son substancias, como el fluoruro de litio (LiF) o el
fluoruro de calcio (CaF2), que al recibir radiación muchos de los electrones producidos quedan
atrapados en niveles de energía de larga vida, generalmente debidos a defectos en la red
cristalina. Cuando posteriormente son calentados estos cristales, los electrones atrapados
vuelven a caer a sus estados originales, al mismo tiempo emitiendo luz (de allí el nombre de
termoluminiscencia). La cantidad de luz emitida es proporcional a la dosis acumulada desde la
última vez que se calentó. Se mide con un fotomultiplicador.
La termoluminiscencia es una fosforescencia causada por el aumento de temperatura.
Guardan información hasta que sean calentados dando una señal luminosa proporcional a la
energía recibida.
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6. EFECTOS BIOLÓGICOS DE LAS RADIACIONES IONIZANTES.
6.1. Introducción.
Los efectos biológicos de las radiaciones ionizantes sobre los seres vivos han sido conocidos y
estudiados con detalle desde hace muchos años. Fueron observados por primera vez en 1896
en algunos de los primeros usuarios de los rayos X.( Desco, (S.F.). .Las dos grandes razones
que han impulsado la investigación de los efectos biológicos de las radiaciones ionizantes son:
a)- Radioprotección: poder utilizar esas radiaciones de forma segura en todas las aplicaciones
médicas o industriales que las requieran.
b)- Radioterapia: utilizarlas de forma efectiva en el tratamiento del cáncer, lesionando lo menos
posible el tejido humano sano.
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.
El efecto biológico final dependerá de la cadena de interacciones físicas, transformaciones
químicas, alteraciones de macromoléculas etc.; que pueden lesionar en mayor o menor
proporción las funciones o la propia vida de la célula.
6.2. Efectos biológicos en la célula (mecanismosdirecto e indirecto, ADN)
El riesgo físico que supone la interacción a las radiaciones ionizantes con el tejido biológico,
sea por exposición natural o artificial, conlleva a fenómenos de ionización capaces de modificar
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el desempeño químico de las moléculas que conforman las células de ese organismo.
Según evidencia los sitios de letalidad de célula radioinducida, la mutación, y el cambio maligno
se sitúan dentro del núcleo y que el ADN es el objetivo primario. Cuando el ADN es dañado
por la radiación, las enzimas dentro del núcleo de la célula actúan para reparar ese daño. La
eficiencia de los procesos enzimáticos de la reparación determina el resultado:
La mayoría de las veces, la estructura del ADN se repara correctamente y las funciones
celulares vuelven a normal. Si la reparación fracasa es incompleta o imprecisa, la célula puede
morir o puede sufrir la modificación y la pérdida de información genética (visto como mutación y
aberración cromosomática). Estos cambios de la información determinan los defectos
genéticos heredables y son considerados importantes en el desarrollo del cáncer radio-
inducido. (Uncear. 2000)
En la etapa física que es una respuesta inmediata que ocurre entre billonésimas y millonésimas
de segundo, 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.
 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 neutrones,
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.
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+
La etapa química 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 radiólisis 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.
6.3. Radiólisis del agua
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
radiólisis 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.
En primer lugar la radiación incidente sobre las moléculas de agua puede ionizarlas de tal
+
manera que deja un ión H2O y un electrón libres. A este electrón se le llama electrón acuoso
pues es muy lento ya que casi toda la energía se ha invertido en arrancarlo de la molécula. El
ión H2O es muy inestable y rápidamente se descompone en un H
+
y en un radical OH·. El
electrón acuoso, puede reaccionar con otras moléculas orgánicas o con una segunda molécula
de agua produciendo radicales H· e iones hidroxilo OH
-
. Los radicales H· y OH· son moléculas
neutras con gran reactividad química pues tienen un electrón desparejado que con muy poco
esfuerzo tenderá a crear enlaces y robar así átomos a otras moléculas que en el peor de los
casos podrían ser biomoléculas funcionales tales como proteínas o nucleótidos.
Los iones hidroxilo y los protones libres al ser partículas con cargas opuestas no son peligrosos
pues tenderán a atraerse neutralizándose y formando de nuevo agua. Pero las moléculas
radicales neutras sí son peligrosas pues quedaran a la deriva por la célula hasta afectar alguna
molécula de importancia biológica.
Existe también la posibilidad más directa de formar los radicales libres con la sola excitación
inducida a partir de la radiación de una molécula de agua. Los fenómenos que se producen al
excitarse la molécula de agua, no son bien conocidos, pero teóricamente es posible la
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disociación de esta en radicales H· y OH·. De una manera u otra se forman radicales que no
poseen electrones apareados, lo que los hace altamente reactivos, bien como agentes
oxidantes o reductores.
Los radicales se distribuyen de forma heterogénea a lo largo de la trayectoria de radiación,
dependiendo de la transferencia lineal de energía de radiación. Una buena parte de ellos se
pierden en reacciones neutralizadoras combinándose de la siguiente forma.
Pero otros se propagan pudiendo llegar en última instancia a atacar las cadenas de ADN si
estos han sido generados en el núcleo celular. (Wikipedia, 2004)
6.4. Efecto oxígeno
El oxígeno es un potente radiosensibilizante, es decir, aumenta el efecto de la irradiación.
Cuando la Transferencia Lineal de Energía (TLE o LET ) es baja, es necesario en ausencia de
oxígeno (anoxia) multiplicar la dosis por un factor de 2,5 a 3 para obtener el 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 a la fijación del daño radioinducido.
6.5. Tipo de lesiones radioinducidas
 Lesión letal: Es irreversible e irreparable, que conduce necesariamente a la muerte de
la célula.
 Lesión subletal: En circunstancias normales puede ser reparada en las horas
siguientes a la irradiación, salvo que la inducción de nuevas lesiones subletales por
sucesivas fracciones de la dosis determine letalidad.
 Lesión potencialmente letal: Es una lesión particular que está influida por las
condiciones ambientales del tejido irradiado durante y después de la irradiación.
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6.6. La radiación produce distintos tipo de lesiones en el ADN entre las que destacan:
6.6.a. Rotura simple de cadena:
Se produce en el enlace fosfodiéster, entre el fosfato y la desoxirribosa, o más frecuentemente
entre la base nitrogenada y la pentosa. Es la lesión más abundante tras la radiación,
produciéndose entre 500 y 1000 roturas simples de cadena (rsc) por Gray (Gy). Ocurre de tres
a cuatro veces más frecuente en las células humanas bien oxigenadas que en las hipóxicas, y
se pueden originar en una sola hebra o en las dos del ADN. Tras la rotura del enlace
fosfodiester las dos cadenas de ADN se separan con penetración de moléculas de agua en esa
zona, rompiéndose los puentes de hidrógeno entre las bases. A la rotura simple de cadena
también se le llama lesión subletal, porque no existe relación alguna con la muerte celular.
(Wikipedia, 2004)
6.6.b. Rotura doble de cadena (RDC): Es una lesión compleja que se produce como
consecuencia de la rotura de las dos hebras del ADN en sitios muy próximos tras la
interacción única o por combinación de dos roturas simples de cadenas complementarias,
cuando una segunda partícula o fotón choca en la misma región del ADN antes de que la
primera rotura simple haya tenido tiempo de ser reparada. La rotura doble es homóloga
cuando ocurre al mismo nivel de pares de bases y heteróloga en caso contrario, siendo
éstas más frecuentes. Cada Gy de radiación ocasiona unas 40 roturas dobles de cadena
por célula, aunque puede esperarse una gran variabilidad. A la RDC se le llama también
lesión letal, porque existe una estrecha relación con la muerte celular.
(Wikipedia, 2004)
Lesión en las bases nitrogenadas: Consiste en la pérdida de una o más bases, la modificación
química de alguna de ellas y la ligadura entre dos bases contiguas, formando dímeros. La
mayor parte de estos tipos de lesión, de frecuencia elevada, entre 800 y 1000 por Gy, afectan a
la timina. La radiosensibilidad, en orden decreciente de las bases, vendría dada por la
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secuencia Timina>Citosina>Adenina>Guanina. Son por otra parte lesiones susceptibles de
reparación, proceso que cuando no transcurre correctamente puede provocar el desarrollo de
una mutación puntual.
 Entrecruzamiento del ADN y las proteínas: Es una lesión frecuente en la radiación que
se produce unas 150 veces en la célula por Gray. Se localiza sobre todo en regiones
activas del ADN desde el punto de vista de la replicación o transcripción.
 Daño múltiple localizado: Se origina con la formación de racimos de ionizaciones de
cierto tamaño en la proximidad de la molécula del ADN. Combina una o más roturas
dobles de cadena, con un número variable de roturas simples de cadena, lesiones de
bases y azúcar, difíciles de reparar y que conduce a la muerte celular radioinducida.
6.7. 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.
6.8. 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.
6.9. Procesamiento: Reparación del ADN
La reparación del ADN es el mecanismo celular que restablece la secuencia del ADN a su
estado original previo a la inducción de lesiones provocadas por la radiación. Las células
humanas poseen una importante capacidad para reparar el daño producido en su ADN, que
varían en velocidad, capacidad y fidelidad y por ello se explica las diferencias de
radiosensibilidad en las distintas poblaciones celulares.
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Existen diferentes mecanismos en células humanas para la reparación de las lesiones
radioinducidas en el ADN como son:
Reparación de bases dañadas: Se realiza a través de la escisión de bases y escisión de
nucleótidos.
 Escisión de bases: Una vez que se reconoce la base nitrogenada dañada, una
glicosidasa específica, elimina la base dañada, una endonucleasa reconoce el hueco
producido y con ayuda de una fosfodiesterasa corta el enlace fosfodiester.
Posteriormente la ADN polimerasa añade el nucleótido que falta y la ADN ligasa sella
la rotura de la hélice.
 Escisión de nucleótidos: Se pone en marcha cuando la lesión radioinducida origina
dímeros de pirimidina (T-T, C-T y C-C). Cuando se reconoce el dímero, una glicosidasa
corta la hebra de ADN dañada a ambos lados de la lesión, a continuación una helicasa
elimina un fragmento con aproximadamente 12 nucleótidos entre los que se encuentran
los que están dañados. Posteriormente, estos nucleótidos son nuevamente sintetizados
por una polimerasa que utiliza la hebra complementaria intacta de molde. Finalmente
una ligasa sella la unión.
Reparación de roturas simples de cadena:
Utiliza el mecanismo de escisión de bases. La reparación de roturas simples de cadena es
un proceso rápido, ya que el 50% de las mismas se reparan en aproximadamente 15
minutos. Uno de los genes implicados en este tipo de reparación es el que codifica la
enzima nuclear PARP-1 que reconoce las roturas simples de cadena.
Reparación de roturas dobles de cadena:
En este caso no existe una cadena intacta de ADN para ser utilizada de molde en el
proceso de reparación. Las cadenas con rotura doble son reagrupadas entre 4 y 6 horas
por la gran complejidad del proceso que casi siempre conduce a errores o mutaciones que
conducen a la muerte celular, aunque existen células que soportan el daño, como las
tumorales. Existen dos mecanismos de reparación que son:
6.10. Latencia:
Las alteraciones biológicas que resultan por la radiación no son inmediatas, tardan tiempo en
hacerse visibles a esto se le llama "periodo de latencia" y puede ser desde unos pocos minutos
o muchos años, dependiendo de la dosis y tiempo de exposición.
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6. 11. Características de los efectos biológicos:
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.
6.12. Los efectos de las radiaciones ionizantessobre los seres vivos se pueden clasificar
desde distintos puntos de vista:
6.12.a. 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.
6.12.b. 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.
6.12.c. 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.
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 Efecto determinísticos o precoces: son efectos inmediatos que suelen presentarse
horas, días o semanas después del evento, requieren de dosis umbral debajo de la
cual es muy difícil que aparezcan. Son capaces de producir la muerte de un tejido o
una cantidad grande de células que pierde su capacidad reproductiva.
6.12.d. Carcinogénesis; etapas y mecanismos de reparación a nivel celular.
Carcinogénesis
Se denomina carcinogénesis a la sucesión de eventos que llevan a la aparición de un cáncer.
Es un proceso de etapas múltiples
Uno de los efectos estocásticos más importantes de las radiaciones es la carcinogénesis o
inducción de cáncer. Se cree que la carcinogénesis es un proceso de etapas múltiples que
habitualmente se divide, aunque en forma imprecisa, en tres fases: la iniciación del cáncer, la
promoción del tumor y la progresión maligna.
La iniciación involucra la transformación de la célula madre que comenzaría el proceso
carcinogenético; la promoción se relaciona con un clon (es decir un grupo de células que han
surgido de una célula iniciadora única y que son genéticamente idénticas a ella) y se refiere al
crecimiento clonal de células modificadas que conducen a un tumor; y la progresión hace
referencia a la fase eventual de propagación maligna. Aunque los mecanismos de iniciación,
promoción y progresión no están completamente comprendidos todavía, se presume que, si
bien la radiación podría actuar en cualquiera de las fases de un proceso carcinogenético, su
papel carcinogénico principal ocurre en la etapa inicial, es decir que parece ser más un
iniciador que un promotor o un agente progresivo.
6.13. Efectos precoces o determinísticos:
Las manifestaciones clínicas aparecen rápidamente: en dosis letales a los 30 minutos del
evento y en dosis por encima del umbral el periodo de latencia puede ser de semanas.
La gravedad de la lesión dependerá directamente de la dosis recibida, de la zona expuesta y la
radiosensibilidad del órgano irradiado.
Algunos de los efectos determinísticos de las radiaciones ionizantes son: enrojecimiento de la
piel, caída del cabello, cataratas y reducción del número de algunas células sanguíneas como
las plaquetas.
6.13.a. Forma Hematopoyético
El síndrome hematopoyético se produce con dosis de 1-10 Gy en todo el cuerpo. La muerte por
falla de la médula ósea está asociada a la granulocitopenia, trombocitopenia y linfopenia.
Linfocitos:
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No hay manifestaciones clínicas
Se puede detectar un aumento en la frecuencia de aberraciones
cromosómicas en linfocitos
Sin síntomas o náuseas transitorias
En sangre disminución de linfocitos, a veces leve reducción del número de
plaquetas. Se detectan aberraciones cromosómicas en linfocitos
En algunos pacientes se registran cambios en el electroencefalograma
Tratamiento: sintomático
Vigilancia médica durante algunos días
Grado leve de la forma hemopoyética
En un porcentaje de los sobreexpuestos se presentan náuseas y vómitos en
las primeras horas.
A las 6-8 semanas disminuye el número de granulocitos neutrófilos y
plaquetas, pero esta reducción no es suficiente para facilitar infección y
hemorragia.
Se debe realizar seguimiento hematológico.
La mayoría de los pacientes se recupera sin tratamiento
Grado moderado de la forma hemopoyética
La mayoría de los sobreexpuestos presentan náuseas y vómitos luego de 1 -2
horas
Los niveles más bajos en el número de neutrófilos y plaquetas se alcanza en
3-4 semanas, acompañados de fiebre y hemorragia.
Con las condiciones terapéuticas actuales todos los pacientes se pueden
recuperar
Grado severo de la forma hemopoyética
Las náuseas y vómitos aparecen luego de 0,5-1 hora
Hay fiebre, y eritema en piel y mucosas
Los valores más bajos en el recuento de neutrófilos y plaquetas ocurren entre
la 2da.-3ra. Semana, y persiste durante 2 semanas
Sin tratamiento, la mayoría de los pacientes mueren como consecuencia de
hemorragias e infecciones
Sin embargo, si se aplica tratamiento de sostén, la mayoría de los
sobreexpuestos tienen posibilidad de recuperación
Grado extremadamente severo de la forma hemopoyética
Las náuseas y vómitos aparecen dentro de los 30 minutos posteriores a la
El contaje de linfocitos es uno de los indicadores sanguíneos más sensibles de daño por
radiación, debido a que para la misma dosis los niveles más bajos son alcanzados más
temprano que otros tipos celulares. La muerte de los linfocitos en interfase y dosis de 1.2 Gy,
hacen que su número decline hasta un 50% de su valor normal en 48 horas
0-0,25 Gy
0,25-1 Gy
1-2 Gy
2 – 4 Gy
4 – 6 Gy
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6 – 10 Gy
Mayor a 10
Gy
sobreexposición.
Un alto porcentaje de sobreexpuestos presentan diarrea en 1-2 horas
Los niveles más bajos de neutrófilos y plaquetas se detectan a los 10-14 días
Sin el tratamiento correspondiente la mortalidad alcanza el 100%
Si la terapia es la apropiada, y se aplica tempranamente, una fracción de los
sobreexpuestos se puede recuperar
La mortalidad en estos casos está dada por la asociación entre la grave
insuficiencia hemopoyética y lesiones en otros órganos, tales como el tracto
gastrointestinal y el pulmón.
Se desarrollan las formas gastrointestinal, cardiovascular y neurológica.
Cualquiera fuese el tratamiento aplicado la letalidad es del 100%
6.14. Efectos prenatales
Las dosis prenatales, debidas a la mayoría de los procedimientos de diagnóstico llevados a
cabo de manera adecuada, no presentan un incremento apreciable del riesgo de muerte
prenatal, malformación o deterioro del desarrollo mental, sobre la incidencia natural de esos
factores. Dosis mayores, tales como las involucradas en procedimientos terapéuticos, pueden
dar por resultado un daño fetal significativo (IGRP-84, 20)
Las exposiciones prenatales es un motivo de consulta muy frecuente en el ámbito de la
protección radiológica particularmente en los casos de trabajadoras ocupacionalmente
expuestas o pacientes sometidas a exposiciones médicas de carácter diagnóstico o
terapéutico.
La subestimación puede ocasionar una exposición no justificada y evitable. Por el contrario, la
sobreestimación puede dar lugar a situaciones de discriminación en el ámbito laboral y generar
una excesiva ansiedad tanto en la mujer gestante como en los profesionales involucrados.
También los casos de sobreexposición accidental pueden involucrar a mujeres gestantes. En
todos estos casos el conocimiento insuficiente respecto de los riesgos puede conducir a
apreciaciones erróneas acerca de la verdadera magnitud de los mismos
Los efectos de la exposición a radiaciones sobre el embrión y el feto se expresan en función de
la edad gestacional. (e.g.) (IGRP-84, 19) los efectos están estrechamente vinculados al
momento del desarrollo intrauterino en que ésta ocurre.
Existen riesgos debidos a la irradiación durante el embarazo que están relacionados con la
etapa del embarazo y la dosis absorbida por el feto. Los mismos son más significativos durante
la organogénesis y el desarrollo fetal temprano, algo menores en el segundo trimestre, y aún
menores en el tercer trimestre. (IGRP-84, 21)
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Lic. David Elizondo Vargas.
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Existen tres etapas bien definidas a lo largo del embarazo:
6.14.a Etapa preimplantacional: durante las primeras dos semanas de edad
gestacional (e.g.) tienen lugar un conjunto de fenómenos de división celular mitótica que
culminan con la implantación del blastocisto en la cavidad uterina. Todas las células de la
mórula humana son totipotenciales y la pérdida de una o varias de ellas no es letal si queda un
cierto número de células viables remanentes. Las radiaciones ionizantes producen un efecto de
tipo “todo o nada” que puede expresarse como una falla en la implantación y muerte diferida
del huevo o en la supervivencia del mismo sin anomalías. A partir de datos experimentales en
modelos animales se estima que dosis del orden de 100 a 200 mGy inducen un 1 a 2% de
letalidad en esta etapa del desarrollo. Estas cifras deben interpretarse teniendo en cuenta que
la tasa de incidencia de abortos espontáneos en humanos es muy alta. Muchos abortos
espontáneos no son diagnosticados pero según diversos autores su incidencia podría ser
superior al 30%. (Pérez, 2001)
6.14.b. Etapa de organogénesis principal: entre las semanas 3 y 8 de e.g.
fenómenos de intensa proliferación y diferenciación celular dan lugar a la formación de los
esbozos de órganos del embrión.
Las posibles anomalías inducidas por agentes teratógenos en este período responden a un
cronograma muy preciso que expresa la perturbación de la organogénesis en un dado
momento del desarrollo embrionario. Los datos en humanos concernientes a la asociación
entre exposición a radiación en esta etapa y ocurrencia de malformaciones no aportan
evidencias claras de que la radiación haya sido el factor causal. No se observó aumento
significativo en la incidencia de anomalías esqueléticas entre los sobrevivientes de Hiroshima y
Nagasaki expuestos "in utero". Las estimaciones de riesgo se basan en datos obtenidos de
experimentación en modelos animales. Se han descripto anomalías esqueléticas, oculares y
genitales así como retardo en el crecimiento.
La dosis mínima requerida para causar un exceso significativo de malformaciones en animales
de experimentación fue del orden de 500 mGy . Se observó un efecto de tasa de dosis: la
incidencia fue menor en los animales expuestos a irradiación fraccionada o protractada. Si bien
los datos epidemiológicos en humanos no permiten establecer relaciones causales inequívocas
se presume, con un criterio conservativo, que estos efectos tienen un umbral de alrededor de
100 a 200 mGy (IGRP-84, 25) (Pérez, 2001)
6.14.c, Período fetal
6.14.b.1 Período fetal temprano: El desarrollo del sistema nervioso central (SNC) es un largo
proceso que implica una secuencia ordenada de eventos de proliferación, migración, apoptosis
y diferenciación celular que tiene lugar particularmente en este período durante el cual este
sistema constituye un blanco particularmente radiosensible. A diferencia de otros sistemas, las
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Lic. David Elizondo Vargas.
DRS-UN-057-2013-S
funciones del SNC dependen no sólo de la indemnidad de sus células sino también de su
correcta distribución espacial e intercomunicación.
Existe consenso en considerar como retraso mental a una disminución del coeficiente
intelectual (CI) que difiera en más de dos desvíos standard respecto de la media observada en
una población. Tomando como valor medio un CI=100 puntos, un puntaje inferior a 70 puntos
CI podría ser considerado entonces como un retraso mental. Por otra parte el retraso mental se
define como severo (RMS) cuando el sujeto no puede valerse por sí mismo, es incapaz de
realizar cálculos sencillos y/o no puede mantener una conversación simple.
El principal cuerpo de datos epidemiológicos sobre los efectos de la radiación en la vida
prenatal provienen del estudio efectuado sobre la cohorte de sobrevivientes de Hiroshima y
Nagasaki , que incluyó más de 1600 niños expuestos “in utero”. El RMS fue el efecto más
importante , alcanzando una frecuencia cercana al 40% por Gy para niños expuestos entre las
semanas 8 y 15 de e.g., con un umbral de límite inferior entre 120 y 200 mGy [3]. En los
individuos expuestos entre las semanas 16 y 25 de e.g. la frecuencia de RMS fue del 10% por
Gy, con un umbral de aproximadamente 500 mGy [2]. No se observó RMS en niños expuestos
antes de la semana 8 ni después de la semana 25 de e.g. La mayor parte de los sujetos que
presentaron RM radioinducido tuvieron disminución del perímetro cefálico (microcefalia). En los
grupos expuestos se observó una disminución en la puntuación media de los tests de
inteligencia sin un aumento en la varianza lo que expresa un desplazamiento uniforme del
coeficiente intelectual (CI) hacia valores más bajos
Se han descrito otras alteraciones tales como cataratas, convulsiones, ectopía de la sustancia
gris, retardo en el crecimiento y desarrollo. (Pérez,2001)
6.14.b.2 Período fetal tardío: durante el último trimestre de la gestación no se espera la
ocurrencia de malformaciones o retraso mental radioinducido y adquieren entonces mayor
relevancia los efectos estocásticos, en particular la carcinogénesis radioinducida. Se trata de
un efecto de tipo probabilística, implica que toda exposición prenatal a radiaciones ionizantes
aumenta la probabilidad de ocurrencia de cáncer, particularmente para los tumores infantiles
(aquellos que se presentan antes de los 15 años de edad).

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Curso básico de radioprotección

  • 1. 2021 CURSO BÁSICO DE RADIOPROTECCIÓN PARA OPERADORES Lic. David Elizondo Vargas. CursoBásico de Radioprotección
  • 2. Lic. David Elizondo Vargas. DRS-UN-057-2013-S 1
  • 3. Lic. David Elizondo Vargas. DRS-UN-057-2013-S 2 CURSO BÁSICO DE RADIOPROTECCIÓN PARA OPERADORES 1. FUENTES DE RADIACION 1.1. Radiación: concepto general En sentido estricto se refiere a la energía transportada por ondas electromagnéticas, llamada radiación electromagnética. No obstante, se utiliza también para referirse al movimiento de partículas subatómicas a gran velocidad en el medio, con apreciable transporte de energía y que recibe el nombre de radiación corpuscular. Entre las partículas cargadas se encuentran las partículas alfa o núcleos de helio, las partículas beta o electrones acelerados emitidos por determinados radionucleídos y los neutrones obtenidos como resultado de reacciones nucleares. Entre la radiación electromagnética o cuantos de energía está la radiación gamma emitida por ciertos radionucleídos tras el proceso de desintegración radiactiva y los rayos X producidos por la interacción de un flujo de electrones acelerados contra un blanco de número Z muy elevado. Mediante los procesos de interacción, las radiaciones ionizantes ceden su energía o parte de ésta a los átomos y moléculas del medio que atraviesan, pudiendo interactuar con los electrones o con los núcleos atómicos del medio ionizándolos y excitándolos. 1.2. Radiación ionizante: Son partículas o fotones procedentes de los átomos, ya sea desde su núcleo o desde su corteza electrónica, con energía suficiente para ionizar la materia, desplazando los electrones de sus órbitas. 1.3. Radiación natural de fondo: La radiación de fondo es la que permanentemente se recibe por causas naturales, es imposible evitarla y está constituida básicamente de la radiación cósmica y la de la corteza terrestre. 1.4. Radiación cósmica: Está constituida básicamente de protones y partículas alfa que viajan desde el sol y otras estrellas a grandes velocidades y al interactuar con la atmósfera se convierten en componentes secundarios como neutrones, electrones, positrones, neutrinos, antipartículas y fotones que son los que llegan a la superficie terrestre. Este baño de radiación cósmica afecta de manera desigual a la Tierra, ya que está fuertemente influenciada por la latitud, pues el
  • 4. Lic. David Elizondo Vargas. DRS-UN-057-2013-S 3 campo magnético terrestre hace que los polos reciban una dosis mayor que las regiones del ecuador, pero la altitud es un factor más determinante pues la dosis de radiación cósmica aumenta cuando las capas de aire son más delgadas, como en las montañas altas, ya que la atmósfera actúa como un blindaje que amortigua parte importante de la exposición. (Gaona, 1999) 1.5. Radiación de la corteza terrestre: Es la producida por los isótopos radiactivos originales muy longevos como el Uranio-238, el Uranio-235, el Torio-232 y sus respectivas series de desintegración radiactiva, presentes desde la formación del planeta en toda la corteza terrestre, básicamente en el suelo y las rocas. Además existe la radiación por isótopos radiactivos naturales biológicamente muy activos, que son atrapados por los alimentos en la tierra donde fueron cosechados e ingresan por vía digestiva al organismo. Entre estos elementos radiactivos se pueden citar el Yodo-131, el Cesio-137, el Carbono-14, el Estroncio-89 y especialmente el Potasio-40 que se encuentra en la composición del cuerpo humano. Por último y con ingreso por vía respiratoria está la radiación por partículas alfa que produce el Radón-222, producto de la desintegración radiactiva del Radio-226 presente en pequeñas cantidades en las rocas, en el suelo y en los materiales de construcción (Gaona, 1999) 1.6. Radiación artificial: El hombre también se expone a la radiación que produce para usos médicos, industriales, de enseñanza, investigación y con fines energéticos de equipos generadores de radiación y de materiales radiactivos. La radiación artificial que aporta la mayor dosis proviene de las aplicaciones en el campo médico (Borrás, 1998)
  • 5. Lic. David Elizondo Vargas. DRS-UN-057-2013-S 4 2. TIPOS DE RADIACION Las radiaciones ionizantes pueden ser clasificadas en dos categorías: radiación corpuscular o de partículas y radiación electromagnética. 2.1. Emisión de radiación corpuscular: 2.1.a. Emisión alfa. Es equivalente a un núcleo de helio. Contiene dos protones y dos neutrones, su masa es de 4umas y tiene dos unidades positivas de carga. Comparada con un electrón a punto de ser arrancado de su átomo debido a la ionización, tiene una masa considerable y ejerce una gran atracción electrostática. Las partículas alfa sólo son emitidas por núcleos de elementos pesados. Una vez emitida por un átomo radiactivo, la partícula alfa viaja a gran velocidad a través de la materia, pero debido a su masa y a su carga, transfiere con facilidad su energía cinética a los electrones orbitales de otros átomos. Debido a esa cantidad de ionización, la partícula alfa pierde energía rápidamente y su recorrido en la materia es muy corto. En el aire las partículas alfa recorren unos cinco centímetros, mientras que en los tejidos blandos penetran como máximo unos 100 micrómetros. 2.1.b. Emisión beta. Se diferencian de las alfa por su masa y por su carga. Son partículas ligeras con un número de masa atómica de cero, tienen una unidad de carga negativa y son emitidas por el núcleo de un átomo radiactivo. La única diferencia entre un electrón y una partícula beta es su origen. Las partículas beta se originan en el núcleo de los átomos radiactivos y los electrones existen en capas fuera del núcleo de todos los átomos. Una vez emitidas por un radioisótopo, las partículas beta atraviesan el aire, ionizando unos cientos de átomos por centímetro. El alcance de las partículas beta es mucho mayor que el de las alfa. Dependiendo de su energía, una partícula beta puede atravesar entre 10 y 100 cm. de aire o 1-2 cm. de tejidos blandos. Una vez que la partícula beta ha perdido toda su energía, se detiene y se combina con un átomo deficitario en electrones. 2.1.c. Emisión neutrónica. La ausencia de carga eléctrica hace que los neutrones sean muy penetrantes en la materia, y por lo tanto sus interacciones sólo pueden ser posibles cuando los mismos se acercan a los núcleos a distancias del orden del radio nuclear (mediante fuerzas de corto alcance).
  • 6. Lic. David Elizondo Vargas. DRS-UN-057-2013-S 5 Por lo tanto podemos dividir la interacción de los neutrones con la materia básicamente en reacciones de dispersión y reacciones de captura. Las reacciones de dispersión pueden ser elásticas e inelásticas. En las primeras el efecto neto es un cambio en la dirección del neutrón, mientras en las segundas, además de dicho cambio, el núcleo blanco queda en un estado excitado volviendo al estado fundamental mediante la emisión de radiación gamma. Las reacciones de captura ocurren básicamente con neutrones de baja energía. En dichas reacciones el neutrón es capturado por el núcleo blanco, el cual queda en un estado excitado, pudiendo volver al estado fundamental por emisión de radiación o de partículas. Surge como consecuencia que en la interacción de la radiación neutrónica con la materia siempre hay presente además radiación o partículas, lo cual pone de manifiesto que el problema del blindaje de neutrones es bastante complicado, ya que por lo tanto el material blindante debe absorber además de los neutrones otros tipos de radiación. Para resolver el problema del blindaje de los neutrones, primero se debe frenar a los mismos para luego absorberlos. Al primer proceso se lo denomina moderación. Durante la moderación el neutrón efectúa choques elásticos e inelásticos con los núcleos del moderador tendiendo a establecer un equilibrio térmico con los mismos (razón por la cual a los neutrones resultantes se los denomina térmicos). Si tenemos en cuenta la masa del neutrón, vemos que el mejor moderador es el hidrógeno, ya que posee casi la misma masa. En la práctica no se utiliza el hidrógeno pues su baja densidad haría necesarios grandes volúmenes del mismo para obtener una buena moderación. Por lo tanto se emplean materiales con un alto contenido de hidrógeno y de densidad relativamente alta, como por ejemplo agua, parafina, polietileno, concreto, etc. 2.2. Radiación electromagnética Los Rayos X y los rayos gamma son formas de radiación ionizante electromagnética. No tienen masa ni carga, viajan a la velocidad de la luz y pueden considerarse como alteraciones energéticas en el espacio. La diferencia entre rayos X y los rayos gamma está en su origen. Los rayos gamma son emitidos por el núcleo de un átomo radiactivo y suelen asociarse a la emisión de una partícula alfa o beta. Los rayos X se producen fuera del núcleo, en las capas electrónicas. Una vez emitidos los Rayos X y gamma atraviesan el aire, produciendo una tasa de 100 pares iónicos por micrómetro, aproximadamente igual a la de las partículas beta. Sin embargo, a diferencia de las partículas beta, los rayos X y los gamma tienen un alcance ilimitado en la materia.
  • 7. 6 Lic. David Elizondo Vargas. DRS-UN-057-2013-S 2.2.a. Definición de ondas electromagnéticas: Los fotones de radiación electromagnética viajan en línea recta y a la velocidad de la luz en ondas que contienen un campo eléctrico y otro magnético que varían en forma sinusoidal o alternativa en direcciones perpendiculares entre sí, como se aprecia en el siguiente esquema:
  • 8. 7 Lic. David Elizondo Vargas. DRS-UN-057-2013-S 2.2.b. Espectro electromagnético: Según la Constante de Planck, existe una estrecha relación entre la energía y la frecuencia de la onda electromagnética. (Bushong, 1998) En todos lo movimientos ondulatorios, la frecuencia de la onda suele darse indicando el número de crestas de onda que pasan por un punto determinado cada segundo, por lo que la longitud de onda, o sea la distancia entre una cresta y otra, va a determinar la frecuencia de la onda electromagnética. La velocidad de la onda, su frecuencia y longitud de onda están relacionadas entre sí. La energía del fotón es inversamente proporcional a su longitud de onda (la distancia entre dos crestas consecutivas) por lo que a mayor longitud de onda, menor es la energía de la radiación y a menor longitud de onda mayor es su energía. La frecuencia se expresa en Hertz (Hz): una frecuencia de un Hertz significa que existe un ciclo u oscilación por segundo. Los fenómenos de alta frecuencia como las ondas de radio se expresan en kilohertz y megahetz (KHz y GHz: miles y millones de ciclos por segundo). Las ondas electromagnéticas de frecuencias extremadamente elevadas, como la luz o los Rayos X, Suelen describirse mediante sus longitudes de onda, que frecuentemente se expresan en nanómetros (un nanómetro –nm- es una milmillonésima de metro). Una onda electromagnética con una longitud de onda de 1 nm tiene una frecuencia de aproximadamente 300 millones de GHz. La longitud de la onda electromagnética es la distancia entre cresta y cresta, La cantidad de veces que una cresta pase por un lugar en un segundo es la frecuencia de la onda. Las diferencias entre los fotones de los distintos componentes del espectro electromagnético son la frecuencia y la longitud de onda, así por un lado están las ondas de radio con una longitud de onda de un kilómetro, las microondas miden un centímetro, la luz visible un micrómetro (10 ⁻⁶ ) y los Rayos X miden 0.5 nanómetros (10⁻¹º) (2004.Wikipedia. ³ )
  • 9. 8 Lic. David Elizondo Vargas. DRS-UN-057-2013-S 3. INTERACCION DE LA RADIACION CON LA MATERIA 3.1. Radiación directamente ionizante. Las partículas cargadas pierden su energía porque ellas la transmiten a los electrones de la envoltura atómica, así que la cantidad de pares de iones producidos de un recorrido dado es una medida de la energía entregada por la radiación. La ionización se produce mediante interacciones electromagnéticas con los electrones de la envoltura. Por estas razones se agrupan bajo el término de radiaciones directamente ionizantes. Estas partículas pierden continuamente su energía al atravesar un medio dado, por lo que su alcance es limitado. 3.2. Radiación indirectamente ionizante. Las partículas no cargadas, entre ellas los cuantos de radiación electromagnética se agrupan en la definición de radiaciones indirectamente ionizantes. Ellas no pierden su energía de forma continua mediante procesos de ionización y excitación, sino que pueden atravesar grandes distancias antes de chocar con los núcleos o con los electrones del medio. En estas interacciones discretas, las radiaciones indirectamente ionizantes ceden toda o gran parte de su energía en la formación de una o varias partículas cargadas llamadas “secundarias”, las que se encargan de ionizar el medio. Ejemplos de estas radiaciones ionizantes son: los neutrones, los rayos X y la radiación gamma. (Doménech et al. 1998) 3.3. Tipos de interacción de la radiación electromagnética con la materia Los rayos gamma de baja energía tienden a interaccionar con átomos completos, los de energía moderada interaccionan por lo general con electrones y los de alta energía suelen hacerlo con núcleos. Existen tres mecanismos básicos por los que los rayos gamma interaccionan a esos niveles estructurales: Efecto Compton, Efecto Fotoeléctrico y producción de pares. 3.3. a. Efecto Compton Los Rayos gamma de energía moderada como los incluidos en el rango diagnóstico, pueden experimentar una interacción con electrones de la capa más externa que no sólo dispersa el fotón, sino que reduce su energía y también ioniza el átomo. El fotón continúa en una dirección alterada y con menor energía, ésta es igual a la diferencia entre la energía del fotón incidente y la energía aportada al electrón, la que debe ser igual a la energía de unión del electrón más la energía cinética con la que sale del átomo. Durante una interacción Compton, la mayor parte de la energía se divide entre el fotón disperso y el electrón secundario, también denominado electrón Compton. Es habitual que el electrón disperso retenga la mayor parte de la energía. Tanto el fotón disperso como el electrón secundario pueden tener energía suficiente para experimentar más interacciones de ionización
  • 10. 9 Lic. David Elizondo Vargas. DRS-UN-057-2013-S antes de perderla toda. En último término, el fotón disperso será absorbido fotoeléctricamente y el electrón secundario caerá en un hueco de una capa electrónica creado previamente por algún otro evento ionizante. La dispersión Compton puede producirse con todos los rayos gamma diagnósticos, de ahí su importancia en Medicina Nuclear, aunque sea una importancia negativa. Los rayos gamma dispersos no proporcionan información útil en la imagen , por el contrario; contribuyen a crear un velo por distorsión geométrica que se traduce en una calidad inferior del estudio. En el Efecto Compton suceden dos cosas: 1-Un “electrón Compton” es expulsado de una órbita externa del átomo. 2-Un “fotón Compton” de menor energía. La distribución angular de los fotones dispersos depende de la energía inicial del fotón y puede describirse matemáticamente. 3.3.b. Efecto Fotoeléctrico Se pueden experimentar interacciones de ionización con electrones de capas internas de los átomos, de forma que el fotón no se dispersa, sino que es totalmente absorbido y el electrón expulsado del átomo, conocido como fotoelectrón, escapa con energía cinética igual a la diferencia entre la energía del fotón incidente y la de unión del electrón. Tras una interacción fotoeléctrica, se producen rayos X característicos. La eyección de un fotoelectrón de la capa K por un fotón incidente conduce a una vacante en esa capa. Ese estado no natural es corregido inmediatamente por un electrón de una capa externa, por lo general de la capa L, que cae en el espacio vacío. Esa transición electrónica va acompañada de la emisión electromagnética cuya energía es igual a la diferencia entre las energías de unión de las capas participantes. Esos rayos X característicos también son radiación secundaria y se comportan como la radiación dispersa. Nada aportan a la información diagnóstica y se producen con intensidad insignificante. La probabilidad de que un determinado fotón experimente interacción fotoeléctrica depende de su energía y del número atómico del átomo blanco. No se puede producir una interacción
  • 11. 10 Lic. David Elizondo Vargas. DRS-UN-057-2013-S fotoeléctrica, a menos que fotón incidente tenga una energía igual o superior a la de ligadura del electrón. Si el fotón incidente tiene energía suficiente, la probabilidad de que experimente una interacción fotoeléctrica disminuye con el cubo de la energía del fotón: la probabilidad de interacción fotoeléctrica es inversamente proporcional a la tercera potencia de la energía del fotón. 3.3.c. Producción de pares En el Efecto Fotoeléctrico el fotón es totalmente absorbido por un electrón de la capa K y el “fotoelectrón” es expulsado del átomo. (Langan et al, 1994) Cuando un fotón de rayos gamma altamente energético logra escapar a la interacción del envoltorio electrónico, se acerca tanto al núcleo del átomo blanco que puede experimentar la influencia del fuerte campo electrostático nuclear, esta interacción hace que el fotón desaparezca y aparecen en su lugar dos electrones, uno con carga positiva, llamado positrón y otro con carga negativa. El fotón incidente debe tener una energía de al menos de 1,02 MeV para producir este efecto. Dicha energía se distribuye por igual entre los dos electrones en forma de energía cinética. Dado que la producción de pares sólo comprende radiación electromagnética con energía superior a 1,02 MeV, es importante en Medicina Nuclear en la técnica de PET.
  • 12. 11 Lic. David Elizondo Vargas. DRS-UN-057-2013-S La aniquilación del positrón y el electrón produce dos fotones gama de 0,511 MeV. (Langan et al. 1994)
  • 13. 12 Lic. David Elizondo Vargas. DRS-UN-057-2013-S 4. DOSIMETRIA DE LA RADIACIONES IONIZANTES Después de las fuentes de radiación natural, la exposición médica es, la mayor fuente de exposición creada por el hombre. 4.1. Dosis Es la cantidad de energía de radiación ionizante recibida. Ver también dosis absorbida, dosis equivalente y dosis efectiva. El término “dosis” se usa también libremente para expresar la exposición en el aire a un haz de radiación, o la cantidad de actividad administrada a un paciente. 4.2. Dosis absorbida Es la energía impartida por radiaciones ionizantes a una unidad de masa de materia. Está dada por la diferencia entre la energía incidente de la radiación y la transmitida , divida por la masa del cuerpo irradiado. La unidad del SI de dosis absorbida es el Gray (Gy). 1 Gy = 1 J/kg. La unidad anterior al SI era el rad. 1Gy  100 rad 4.3. Dosis equivalente ( H ) Toma en cuenta la calidad de la radiación (transferencia lineal de energía), el daño biológico es diferente con la misma dosis dependiendo del tipo de radiación, por lo que a cada tipo se le asigna un factor de calidad”Q” T i p o d e r a d i a c i ó n Q R a y o s X , γ 1 E le c t r o n e s 1 N e u t r o n e s t é r m ic o s 2 . 3 N e u t r o n e s r á p id o s 10 P r o t o n e s 10 P a r t í c u la s α 20 Su unidad es el Seivert (Sv) y se obtiene al multiplicar la dosis absorbida ( en Gy ) por el factor de calidad de cada tipo de radiación . La unidad antigua es el REM .
  • 14. 13 Lic. David Elizondo Vargas. DRS-UN-057-2013-S 1 REM = 0.01 Sv. 4.4. Dosis efectiva ( E ) Es la suma de las dosis equivalentes de una exposición particular en todos los tejidos del cuerpo, ponderada por un factor de ponderación de tejido, de acuerdo a la radiosensibilidad del tejido. Provee una indicación del riesgo global de una exposición, independientemente de la parte del cuerpo expuesta. La unidad es el sievert, 1 Sv = 1 J/kg. En el antiguo sistema era el rem. 1Sv  100 rem. A cada órgano le asigna un factor de ponderación wt. Su unidad es el Sv. 4.5.. Dosis efectiva comprometida Magnitud E() definida por la expresión: E()= wT . HT () Siendo HT () la dosis equivalente comprometida al tejido T a lo largo de integración  y wT es el factor de ponderación para tejido correspondiente al tejidoT. Cuando  no se especifique se considerará que su valor es de 50 años para los adultos y hasta la edad de 70 años para las incorporaciones en niños
  • 15. 14 Lic. David Elizondo Vargas. DRS-UN-057-2013-S 5. DETECCIÓN DE LAS RADIACIONES IONIZANTES. 5.1. Tipos de detectores de radiacionesionizantes más utilizados La detección de la radiación ionizante queda asociada a dos componentes, el detector propiamente dicho y la manera como se procesa y presenta la señal recibida. Una manera de clasificarlos es por el tiempo que tarda en entregar la señal después de recibir el estímulo ionizante y por el fenómeno físico asociado. Inmediato Ionización Tiempo Fenómeno físico asociado Retardado Excitación Estos factores permite agruparlos en cuatro grupos: 5.1.a Inmediato por ionización En esta nominación tenemos de dos tipos: A. Detectores de estado gaseoso:  Cámara de ionización  Contador proporcional  Geiger-Müller
  • 16. 15 Lic. David Elizondo Vargas. DRS-UN-057-2013-S B. Detectores de estado sólido o semiconductores 5.1.b. INMEDIATOS POR EXITACION: Las cámaras gamma
  • 17. 16 Lic. David Elizondo Vargas. DRS-UN-057-2013-S 5.1.c. RETARDADO POR IONIZACIÓN: Dosimetría por película fotográfica La emulsión fotográfica contiene granos de bromuro de plata (AgBr), y al pasar por ella una radiación deja a su paso iones de bromo y de plata suspendidos en la emulsión, como imagen latente. Cuando se revela la película aparecen los granos de plata metálica. El oscurecimiento se mide después con un densitómetro óptico, que mide la transmisión de luz, y de allí se deduce la dosis recibida. a) Película fotográfica. b) Cámara de ionización. (Bosch, 1994) 5.1.d. RETARDADO POR EXCITACIÓN Dosimetría por Termoluminiscente (TLD) Se basan en el fenómeno de la termoluminiscencia que consiste en la emisión luminosa térmicamente estimulada, se usa esa característica para determinar mediante un estímulo térmico la excitación que se ha producido con la aplicación de un campo de radiación. Los dosímetros termoluminiscentes TLD son substancias, como el fluoruro de litio (LiF) o el fluoruro de calcio (CaF2), que al recibir radiación muchos de los electrones producidos quedan atrapados en niveles de energía de larga vida, generalmente debidos a defectos en la red cristalina. Cuando posteriormente son calentados estos cristales, los electrones atrapados vuelven a caer a sus estados originales, al mismo tiempo emitiendo luz (de allí el nombre de termoluminiscencia). La cantidad de luz emitida es proporcional a la dosis acumulada desde la última vez que se calentó. Se mide con un fotomultiplicador. La termoluminiscencia es una fosforescencia causada por el aumento de temperatura. Guardan información hasta que sean calentados dando una señal luminosa proporcional a la energía recibida.
  • 18. 17 Lic. David Elizondo Vargas. DRS-UN-057-2013-S 6. EFECTOS BIOLÓGICOS DE LAS RADIACIONES IONIZANTES. 6.1. Introducción. Los efectos biológicos de las radiaciones ionizantes sobre los seres vivos han sido conocidos y estudiados con detalle desde hace muchos años. Fueron observados por primera vez en 1896 en algunos de los primeros usuarios de los rayos X.( Desco, (S.F.). .Las dos grandes razones que han impulsado la investigación de los efectos biológicos de las radiaciones ionizantes son: a)- Radioprotección: poder utilizar esas radiaciones de forma segura en todas las aplicaciones médicas o industriales que las requieran. b)- Radioterapia: utilizarlas de forma efectiva en el tratamiento del cáncer, lesionando lo menos posible el tejido humano sano. 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. El efecto biológico final dependerá de la cadena de interacciones físicas, transformaciones químicas, alteraciones de macromoléculas etc.; que pueden lesionar en mayor o menor proporción las funciones o la propia vida de la célula. 6.2. Efectos biológicos en la célula (mecanismosdirecto e indirecto, ADN) El riesgo físico que supone la interacción a las radiaciones ionizantes con el tejido biológico, sea por exposición natural o artificial, conlleva a fenómenos de ionización capaces de modificar
  • 19. 18 Lic. David Elizondo Vargas. DRS-UN-057-2013-S el desempeño químico de las moléculas que conforman las células de ese organismo. Según evidencia los sitios de letalidad de célula radioinducida, la mutación, y el cambio maligno se sitúan dentro del núcleo y que el ADN es el objetivo primario. Cuando el ADN es dañado por la radiación, las enzimas dentro del núcleo de la célula actúan para reparar ese daño. La eficiencia de los procesos enzimáticos de la reparación determina el resultado: La mayoría de las veces, la estructura del ADN se repara correctamente y las funciones celulares vuelven a normal. Si la reparación fracasa es incompleta o imprecisa, la célula puede morir o puede sufrir la modificación y la pérdida de información genética (visto como mutación y aberración cromosomática). Estos cambios de la información determinan los defectos genéticos heredables y son considerados importantes en el desarrollo del cáncer radio- inducido. (Uncear. 2000) En la etapa física que es una respuesta inmediata que ocurre entre billonésimas y millonésimas de segundo, 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.  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 neutrones, 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.
  • 20. 19 Lic. David Elizondo Vargas. DRS-UN-057-2013-S + La etapa química 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 radiólisis 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. 6.3. Radiólisis del agua 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 radiólisis 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. En primer lugar la radiación incidente sobre las moléculas de agua puede ionizarlas de tal + manera que deja un ión H2O y un electrón libres. A este electrón se le llama electrón acuoso pues es muy lento ya que casi toda la energía se ha invertido en arrancarlo de la molécula. El ión H2O es muy inestable y rápidamente se descompone en un H + y en un radical OH·. El electrón acuoso, puede reaccionar con otras moléculas orgánicas o con una segunda molécula de agua produciendo radicales H· e iones hidroxilo OH - . Los radicales H· y OH· son moléculas neutras con gran reactividad química pues tienen un electrón desparejado que con muy poco esfuerzo tenderá a crear enlaces y robar así átomos a otras moléculas que en el peor de los casos podrían ser biomoléculas funcionales tales como proteínas o nucleótidos. Los iones hidroxilo y los protones libres al ser partículas con cargas opuestas no son peligrosos pues tenderán a atraerse neutralizándose y formando de nuevo agua. Pero las moléculas radicales neutras sí son peligrosas pues quedaran a la deriva por la célula hasta afectar alguna molécula de importancia biológica. Existe también la posibilidad más directa de formar los radicales libres con la sola excitación inducida a partir de la radiación de una molécula de agua. Los fenómenos que se producen al excitarse la molécula de agua, no son bien conocidos, pero teóricamente es posible la
  • 21. 20 Lic. David Elizondo Vargas. DRS-UN-057-2013-S disociación de esta en radicales H· y OH·. De una manera u otra se forman radicales que no poseen electrones apareados, lo que los hace altamente reactivos, bien como agentes oxidantes o reductores. Los radicales se distribuyen de forma heterogénea a lo largo de la trayectoria de radiación, dependiendo de la transferencia lineal de energía de radiación. Una buena parte de ellos se pierden en reacciones neutralizadoras combinándose de la siguiente forma. Pero otros se propagan pudiendo llegar en última instancia a atacar las cadenas de ADN si estos han sido generados en el núcleo celular. (Wikipedia, 2004) 6.4. Efecto oxígeno El oxígeno es un potente radiosensibilizante, es decir, aumenta el efecto de la irradiación. Cuando la Transferencia Lineal de Energía (TLE o LET ) es baja, es necesario en ausencia de oxígeno (anoxia) multiplicar la dosis por un factor de 2,5 a 3 para obtener el 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 a la fijación del daño radioinducido. 6.5. Tipo de lesiones radioinducidas  Lesión letal: Es irreversible e irreparable, que conduce necesariamente a la muerte de la célula.  Lesión subletal: En circunstancias normales puede ser reparada en las horas siguientes a la irradiación, salvo que la inducción de nuevas lesiones subletales por sucesivas fracciones de la dosis determine letalidad.  Lesión potencialmente letal: Es una lesión particular que está influida por las condiciones ambientales del tejido irradiado durante y después de la irradiación.
  • 22. 21 Lic. David Elizondo Vargas. DRS-UN-057-2013-S 6.6. La radiación produce distintos tipo de lesiones en el ADN entre las que destacan: 6.6.a. Rotura simple de cadena: Se produce en el enlace fosfodiéster, entre el fosfato y la desoxirribosa, o más frecuentemente entre la base nitrogenada y la pentosa. Es la lesión más abundante tras la radiación, produciéndose entre 500 y 1000 roturas simples de cadena (rsc) por Gray (Gy). Ocurre de tres a cuatro veces más frecuente en las células humanas bien oxigenadas que en las hipóxicas, y se pueden originar en una sola hebra o en las dos del ADN. Tras la rotura del enlace fosfodiester las dos cadenas de ADN se separan con penetración de moléculas de agua en esa zona, rompiéndose los puentes de hidrógeno entre las bases. A la rotura simple de cadena también se le llama lesión subletal, porque no existe relación alguna con la muerte celular. (Wikipedia, 2004) 6.6.b. Rotura doble de cadena (RDC): Es una lesión compleja que se produce como consecuencia de la rotura de las dos hebras del ADN en sitios muy próximos tras la interacción única o por combinación de dos roturas simples de cadenas complementarias, cuando una segunda partícula o fotón choca en la misma región del ADN antes de que la primera rotura simple haya tenido tiempo de ser reparada. La rotura doble es homóloga cuando ocurre al mismo nivel de pares de bases y heteróloga en caso contrario, siendo éstas más frecuentes. Cada Gy de radiación ocasiona unas 40 roturas dobles de cadena por célula, aunque puede esperarse una gran variabilidad. A la RDC se le llama también lesión letal, porque existe una estrecha relación con la muerte celular. (Wikipedia, 2004) Lesión en las bases nitrogenadas: Consiste en la pérdida de una o más bases, la modificación química de alguna de ellas y la ligadura entre dos bases contiguas, formando dímeros. La mayor parte de estos tipos de lesión, de frecuencia elevada, entre 800 y 1000 por Gy, afectan a la timina. La radiosensibilidad, en orden decreciente de las bases, vendría dada por la
  • 23. 22 Lic. David Elizondo Vargas. DRS-UN-057-2013-S secuencia Timina>Citosina>Adenina>Guanina. Son por otra parte lesiones susceptibles de reparación, proceso que cuando no transcurre correctamente puede provocar el desarrollo de una mutación puntual.  Entrecruzamiento del ADN y las proteínas: Es una lesión frecuente en la radiación que se produce unas 150 veces en la célula por Gray. Se localiza sobre todo en regiones activas del ADN desde el punto de vista de la replicación o transcripción.  Daño múltiple localizado: Se origina con la formación de racimos de ionizaciones de cierto tamaño en la proximidad de la molécula del ADN. Combina una o más roturas dobles de cadena, con un número variable de roturas simples de cadena, lesiones de bases y azúcar, difíciles de reparar y que conduce a la muerte celular radioinducida. 6.7. 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. 6.8. 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. 6.9. Procesamiento: Reparación del ADN La reparación del ADN es el mecanismo celular que restablece la secuencia del ADN a su estado original previo a la inducción de lesiones provocadas por la radiación. Las células humanas poseen una importante capacidad para reparar el daño producido en su ADN, que varían en velocidad, capacidad y fidelidad y por ello se explica las diferencias de radiosensibilidad en las distintas poblaciones celulares.
  • 24. 23 Lic. David Elizondo Vargas. DRS-UN-057-2013-S Existen diferentes mecanismos en células humanas para la reparación de las lesiones radioinducidas en el ADN como son: Reparación de bases dañadas: Se realiza a través de la escisión de bases y escisión de nucleótidos.  Escisión de bases: Una vez que se reconoce la base nitrogenada dañada, una glicosidasa específica, elimina la base dañada, una endonucleasa reconoce el hueco producido y con ayuda de una fosfodiesterasa corta el enlace fosfodiester. Posteriormente la ADN polimerasa añade el nucleótido que falta y la ADN ligasa sella la rotura de la hélice.  Escisión de nucleótidos: Se pone en marcha cuando la lesión radioinducida origina dímeros de pirimidina (T-T, C-T y C-C). Cuando se reconoce el dímero, una glicosidasa corta la hebra de ADN dañada a ambos lados de la lesión, a continuación una helicasa elimina un fragmento con aproximadamente 12 nucleótidos entre los que se encuentran los que están dañados. Posteriormente, estos nucleótidos son nuevamente sintetizados por una polimerasa que utiliza la hebra complementaria intacta de molde. Finalmente una ligasa sella la unión. Reparación de roturas simples de cadena: Utiliza el mecanismo de escisión de bases. La reparación de roturas simples de cadena es un proceso rápido, ya que el 50% de las mismas se reparan en aproximadamente 15 minutos. Uno de los genes implicados en este tipo de reparación es el que codifica la enzima nuclear PARP-1 que reconoce las roturas simples de cadena. Reparación de roturas dobles de cadena: En este caso no existe una cadena intacta de ADN para ser utilizada de molde en el proceso de reparación. Las cadenas con rotura doble son reagrupadas entre 4 y 6 horas por la gran complejidad del proceso que casi siempre conduce a errores o mutaciones que conducen a la muerte celular, aunque existen células que soportan el daño, como las tumorales. Existen dos mecanismos de reparación que son: 6.10. Latencia: Las alteraciones biológicas que resultan por la radiación no son inmediatas, tardan tiempo en hacerse visibles a esto se le llama "periodo de latencia" y puede ser desde unos pocos minutos o muchos años, dependiendo de la dosis y tiempo de exposición.
  • 25. 24 Lic. David Elizondo Vargas. DRS-UN-057-2013-S 6. 11. Características de los efectos biológicos: 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. 6.12. Los efectos de las radiaciones ionizantessobre los seres vivos se pueden clasificar desde distintos puntos de vista: 6.12.a. 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. 6.12.b. 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. 6.12.c. 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.
  • 26. 25 Lic. David Elizondo Vargas. DRS-UN-057-2013-S  Efecto determinísticos o precoces: son efectos inmediatos que suelen presentarse horas, días o semanas después del evento, requieren de dosis umbral debajo de la cual es muy difícil que aparezcan. Son capaces de producir la muerte de un tejido o una cantidad grande de células que pierde su capacidad reproductiva. 6.12.d. Carcinogénesis; etapas y mecanismos de reparación a nivel celular. Carcinogénesis Se denomina carcinogénesis a la sucesión de eventos que llevan a la aparición de un cáncer. Es un proceso de etapas múltiples Uno de los efectos estocásticos más importantes de las radiaciones es la carcinogénesis o inducción de cáncer. Se cree que la carcinogénesis es un proceso de etapas múltiples que habitualmente se divide, aunque en forma imprecisa, en tres fases: la iniciación del cáncer, la promoción del tumor y la progresión maligna. La iniciación involucra la transformación de la célula madre que comenzaría el proceso carcinogenético; la promoción se relaciona con un clon (es decir un grupo de células que han surgido de una célula iniciadora única y que son genéticamente idénticas a ella) y se refiere al crecimiento clonal de células modificadas que conducen a un tumor; y la progresión hace referencia a la fase eventual de propagación maligna. Aunque los mecanismos de iniciación, promoción y progresión no están completamente comprendidos todavía, se presume que, si bien la radiación podría actuar en cualquiera de las fases de un proceso carcinogenético, su papel carcinogénico principal ocurre en la etapa inicial, es decir que parece ser más un iniciador que un promotor o un agente progresivo. 6.13. Efectos precoces o determinísticos: Las manifestaciones clínicas aparecen rápidamente: en dosis letales a los 30 minutos del evento y en dosis por encima del umbral el periodo de latencia puede ser de semanas. La gravedad de la lesión dependerá directamente de la dosis recibida, de la zona expuesta y la radiosensibilidad del órgano irradiado. Algunos de los efectos determinísticos de las radiaciones ionizantes son: enrojecimiento de la piel, caída del cabello, cataratas y reducción del número de algunas células sanguíneas como las plaquetas. 6.13.a. Forma Hematopoyético El síndrome hematopoyético se produce con dosis de 1-10 Gy en todo el cuerpo. La muerte por falla de la médula ósea está asociada a la granulocitopenia, trombocitopenia y linfopenia. Linfocitos:
  • 27. 26 Lic. David Elizondo Vargas. DRS-UN-057-2013-S No hay manifestaciones clínicas Se puede detectar un aumento en la frecuencia de aberraciones cromosómicas en linfocitos Sin síntomas o náuseas transitorias En sangre disminución de linfocitos, a veces leve reducción del número de plaquetas. Se detectan aberraciones cromosómicas en linfocitos En algunos pacientes se registran cambios en el electroencefalograma Tratamiento: sintomático Vigilancia médica durante algunos días Grado leve de la forma hemopoyética En un porcentaje de los sobreexpuestos se presentan náuseas y vómitos en las primeras horas. A las 6-8 semanas disminuye el número de granulocitos neutrófilos y plaquetas, pero esta reducción no es suficiente para facilitar infección y hemorragia. Se debe realizar seguimiento hematológico. La mayoría de los pacientes se recupera sin tratamiento Grado moderado de la forma hemopoyética La mayoría de los sobreexpuestos presentan náuseas y vómitos luego de 1 -2 horas Los niveles más bajos en el número de neutrófilos y plaquetas se alcanza en 3-4 semanas, acompañados de fiebre y hemorragia. Con las condiciones terapéuticas actuales todos los pacientes se pueden recuperar Grado severo de la forma hemopoyética Las náuseas y vómitos aparecen luego de 0,5-1 hora Hay fiebre, y eritema en piel y mucosas Los valores más bajos en el recuento de neutrófilos y plaquetas ocurren entre la 2da.-3ra. Semana, y persiste durante 2 semanas Sin tratamiento, la mayoría de los pacientes mueren como consecuencia de hemorragias e infecciones Sin embargo, si se aplica tratamiento de sostén, la mayoría de los sobreexpuestos tienen posibilidad de recuperación Grado extremadamente severo de la forma hemopoyética Las náuseas y vómitos aparecen dentro de los 30 minutos posteriores a la El contaje de linfocitos es uno de los indicadores sanguíneos más sensibles de daño por radiación, debido a que para la misma dosis los niveles más bajos son alcanzados más temprano que otros tipos celulares. La muerte de los linfocitos en interfase y dosis de 1.2 Gy, hacen que su número decline hasta un 50% de su valor normal en 48 horas 0-0,25 Gy 0,25-1 Gy 1-2 Gy 2 – 4 Gy 4 – 6 Gy
  • 28. 27 Lic. David Elizondo Vargas. DRS-UN-057-2013-S 6 – 10 Gy Mayor a 10 Gy sobreexposición. Un alto porcentaje de sobreexpuestos presentan diarrea en 1-2 horas Los niveles más bajos de neutrófilos y plaquetas se detectan a los 10-14 días Sin el tratamiento correspondiente la mortalidad alcanza el 100% Si la terapia es la apropiada, y se aplica tempranamente, una fracción de los sobreexpuestos se puede recuperar La mortalidad en estos casos está dada por la asociación entre la grave insuficiencia hemopoyética y lesiones en otros órganos, tales como el tracto gastrointestinal y el pulmón. Se desarrollan las formas gastrointestinal, cardiovascular y neurológica. Cualquiera fuese el tratamiento aplicado la letalidad es del 100% 6.14. Efectos prenatales Las dosis prenatales, debidas a la mayoría de los procedimientos de diagnóstico llevados a cabo de manera adecuada, no presentan un incremento apreciable del riesgo de muerte prenatal, malformación o deterioro del desarrollo mental, sobre la incidencia natural de esos factores. Dosis mayores, tales como las involucradas en procedimientos terapéuticos, pueden dar por resultado un daño fetal significativo (IGRP-84, 20) Las exposiciones prenatales es un motivo de consulta muy frecuente en el ámbito de la protección radiológica particularmente en los casos de trabajadoras ocupacionalmente expuestas o pacientes sometidas a exposiciones médicas de carácter diagnóstico o terapéutico. La subestimación puede ocasionar una exposición no justificada y evitable. Por el contrario, la sobreestimación puede dar lugar a situaciones de discriminación en el ámbito laboral y generar una excesiva ansiedad tanto en la mujer gestante como en los profesionales involucrados. También los casos de sobreexposición accidental pueden involucrar a mujeres gestantes. En todos estos casos el conocimiento insuficiente respecto de los riesgos puede conducir a apreciaciones erróneas acerca de la verdadera magnitud de los mismos Los efectos de la exposición a radiaciones sobre el embrión y el feto se expresan en función de la edad gestacional. (e.g.) (IGRP-84, 19) los efectos están estrechamente vinculados al momento del desarrollo intrauterino en que ésta ocurre. Existen riesgos debidos a la irradiación durante el embarazo que están relacionados con la etapa del embarazo y la dosis absorbida por el feto. Los mismos son más significativos durante la organogénesis y el desarrollo fetal temprano, algo menores en el segundo trimestre, y aún menores en el tercer trimestre. (IGRP-84, 21)
  • 29. 28 Lic. David Elizondo Vargas. DRS-UN-057-2013-S Existen tres etapas bien definidas a lo largo del embarazo: 6.14.a Etapa preimplantacional: durante las primeras dos semanas de edad gestacional (e.g.) tienen lugar un conjunto de fenómenos de división celular mitótica que culminan con la implantación del blastocisto en la cavidad uterina. Todas las células de la mórula humana son totipotenciales y la pérdida de una o varias de ellas no es letal si queda un cierto número de células viables remanentes. Las radiaciones ionizantes producen un efecto de tipo “todo o nada” que puede expresarse como una falla en la implantación y muerte diferida del huevo o en la supervivencia del mismo sin anomalías. A partir de datos experimentales en modelos animales se estima que dosis del orden de 100 a 200 mGy inducen un 1 a 2% de letalidad en esta etapa del desarrollo. Estas cifras deben interpretarse teniendo en cuenta que la tasa de incidencia de abortos espontáneos en humanos es muy alta. Muchos abortos espontáneos no son diagnosticados pero según diversos autores su incidencia podría ser superior al 30%. (Pérez, 2001) 6.14.b. Etapa de organogénesis principal: entre las semanas 3 y 8 de e.g. fenómenos de intensa proliferación y diferenciación celular dan lugar a la formación de los esbozos de órganos del embrión. Las posibles anomalías inducidas por agentes teratógenos en este período responden a un cronograma muy preciso que expresa la perturbación de la organogénesis en un dado momento del desarrollo embrionario. Los datos en humanos concernientes a la asociación entre exposición a radiación en esta etapa y ocurrencia de malformaciones no aportan evidencias claras de que la radiación haya sido el factor causal. No se observó aumento significativo en la incidencia de anomalías esqueléticas entre los sobrevivientes de Hiroshima y Nagasaki expuestos "in utero". Las estimaciones de riesgo se basan en datos obtenidos de experimentación en modelos animales. Se han descripto anomalías esqueléticas, oculares y genitales así como retardo en el crecimiento. La dosis mínima requerida para causar un exceso significativo de malformaciones en animales de experimentación fue del orden de 500 mGy . Se observó un efecto de tasa de dosis: la incidencia fue menor en los animales expuestos a irradiación fraccionada o protractada. Si bien los datos epidemiológicos en humanos no permiten establecer relaciones causales inequívocas se presume, con un criterio conservativo, que estos efectos tienen un umbral de alrededor de 100 a 200 mGy (IGRP-84, 25) (Pérez, 2001) 6.14.c, Período fetal 6.14.b.1 Período fetal temprano: El desarrollo del sistema nervioso central (SNC) es un largo proceso que implica una secuencia ordenada de eventos de proliferación, migración, apoptosis y diferenciación celular que tiene lugar particularmente en este período durante el cual este sistema constituye un blanco particularmente radiosensible. A diferencia de otros sistemas, las
  • 30. 29 Lic. David Elizondo Vargas. DRS-UN-057-2013-S funciones del SNC dependen no sólo de la indemnidad de sus células sino también de su correcta distribución espacial e intercomunicación. Existe consenso en considerar como retraso mental a una disminución del coeficiente intelectual (CI) que difiera en más de dos desvíos standard respecto de la media observada en una población. Tomando como valor medio un CI=100 puntos, un puntaje inferior a 70 puntos CI podría ser considerado entonces como un retraso mental. Por otra parte el retraso mental se define como severo (RMS) cuando el sujeto no puede valerse por sí mismo, es incapaz de realizar cálculos sencillos y/o no puede mantener una conversación simple. El principal cuerpo de datos epidemiológicos sobre los efectos de la radiación en la vida prenatal provienen del estudio efectuado sobre la cohorte de sobrevivientes de Hiroshima y Nagasaki , que incluyó más de 1600 niños expuestos “in utero”. El RMS fue el efecto más importante , alcanzando una frecuencia cercana al 40% por Gy para niños expuestos entre las semanas 8 y 15 de e.g., con un umbral de límite inferior entre 120 y 200 mGy [3]. En los individuos expuestos entre las semanas 16 y 25 de e.g. la frecuencia de RMS fue del 10% por Gy, con un umbral de aproximadamente 500 mGy [2]. No se observó RMS en niños expuestos antes de la semana 8 ni después de la semana 25 de e.g. La mayor parte de los sujetos que presentaron RM radioinducido tuvieron disminución del perímetro cefálico (microcefalia). En los grupos expuestos se observó una disminución en la puntuación media de los tests de inteligencia sin un aumento en la varianza lo que expresa un desplazamiento uniforme del coeficiente intelectual (CI) hacia valores más bajos Se han descrito otras alteraciones tales como cataratas, convulsiones, ectopía de la sustancia gris, retardo en el crecimiento y desarrollo. (Pérez,2001) 6.14.b.2 Período fetal tardío: durante el último trimestre de la gestación no se espera la ocurrencia de malformaciones o retraso mental radioinducido y adquieren entonces mayor relevancia los efectos estocásticos, en particular la carcinogénesis radioinducida. Se trata de un efecto de tipo probabilística, implica que toda exposición prenatal a radiaciones ionizantes aumenta la probabilidad de ocurrencia de cáncer, particularmente para los tumores infantiles (aquellos que se presentan antes de los 15 años de edad).