Radioprotección
Efectos biológicos de las radiaciones ionizantes
Preguntas disparadoras:
¿Como afecta la radiación biológicamente, y de que manera lo hace?,
Desde la protección radiológica: ¿que medidas se debe tomar, desde lo personal, con
el paciente y desde lo estructural (sala de rayos), para minimizar la exposición a la
radiación?, ¿Cómo podemos medir la radiación a la que estamos expuestos?
En el empleo de un equipo de rx fijo y uno móvil, en tomografía, en fluoroscopía
¿Qué parámetros internacionales y nacionales debemos considerar en cuánto a dosis
absorbida y equivalente?, ¿que medidas desde la protección radiológica deberemos
priorizar?
Acción de la radiación
(¿de que manera
interactúa con las células
y con que componentes?)
Efecto biológico de la
radiación (luego de su
interacción, ¿qué efecto
puede ocasionar?)
Protección radiológica
INTERACCIÓN
DE
LA
RADIACIÓN
A nivel celular, es al azar: si incide sobre una
célula puede o no haber daño
No es selectiva, no muestra preferencia por
ninguna estructura celular particular
La lesión en la célula (si hay) es inespecífica:
puede deberse a otra causa
Al absorber la energía ionizante, los
fenómenos que suceden, el organismo trata
de compensar esas lesiones y restaurarse
Criterios de inicio
que debemos tener
en cuenta
ACCIÓN
DE
LA
RADIACIÓN
DIRECTA (Dessauer)
Partícula iónica incide sobre
macromoléculas: produce la rotura
de una molécula clave
ADN, ARN, enzimas, etc
Indirecta (Rajewsky)
Absorción de energía disipada en
medios intracelulares, es decir
afectan al medio en el que se
desarrollan las actividades celulares
Por ejemplo con el agua del
citoplasma
ACCIÓN DIRECTA
La interacción es azarosa y se explica por el impacto de las radiaciones con
moléculas únicas e insustituibles: ADN y generan cambios en la información
genética (Mutaciones)
Donde ocurra el impacto, será afectada la vida celular en mayor o
menor medida
Como la energía radiante la consideramos constituidas por fotones
(discontinua), esta acción implica la colisión entre una partícula con
energía y los componentes celulares.
El ADN (ácido desoxiribunucleico) y el ARN (Ácido ribonucleico) son polinucleótidos (muchos
nucleótidos unidos entre si). El ADN lleva la información genética de la célula y el ARN actúa como
molécula intermediaria para convertir la información en secuencias proteínicas definidas
Cada nucleótido consta de tres unidades diferentes:
- un azúcar de cinco carbonos (sea ribosa en el
ARN o desoxirribosa como en el ADN)
- una base nitrogenada
- y una molécula de fosfato (PO4
3-
)
Las cadenas se asocian una con otra
por enlaces puente de hidrógeno
formando una bicatenaria, que se
forman entre los nucleótidos de una
cadena con los nucleótidos de la otra
cadena. El puente de hidrógeno se
efectúa cuando la G forma enlace
puente de hidrógeno con la C, la A con
la T
Las cadenas se asocian una con otra por
enlaces puente de hidrógeno que se
forman entre los nucleótidos de una
cadena con los nucleótidos de la otra
cadena
Acción de la radiación
Rotura de un esqueleto en una cadena o en ambas
cadenas
Ruptura de la unión puente de hidrógeno entre dos
cadenas
Sustitución o pérdida de una base nitrogenada
ACCIÓN INDIRECTA
La energía es absorbida por el medio celular ya sea en sus membranas
o citoplasma, modificándolos
Si ocurre en las membranas se producen alteraciones de la
permeabilidad, intercambiando fluidos en cantidades mayores que lo
normal y su función de multiplicación no se lleva a cabo
Si interactúa en el citoplasma, interactúa con el agua que es su principal
componente, generando radicales libres, lo que implica una ruptura
homolítica de unos de sus enlaces: RADIOLOSIS DEL AGUA
En el método indirecto, no solo puede interactuar con el
agua, también puede con:
- Carbohidratos
- Lípidos
- Proteínas
El efecto en ellas es transitorio porque se sintetizan y no
efecto apreciable.
Si las lesiones son en el ADN en el caso de las directas, los
efectos pueden ser:
- Hereditarios
- Mutuaciones puntuales
- Cambios en la estructura del ADN
Los efectos somáticos pueden ser:
- Tumores
- Esterelidad
- Anormalidad en el desarrollo fetal
Consideraciones:
Acción de la radiación
(¿de que manera
interactúa con las células
y con que componentes?)
Efecto biológico de la
radiación (luego de su
interacción, ¿qué efecto
puede ocasionar?)
Protección radiológica
Efectos biológicos de la radiación
EFECTOS
ESTOCÁSTICOS
La probabilidad de que se
produzca el efecto depende de
la dosis pero su severidad no
depende de ella y no tiene dosis
umbral
NO ESTOCÁSTICOS
O DETERMINISTAS
La gravedad del efecto y su
frecuencia dependen de la dosis
y esta relación dosis – efecto
tiene umbral
Estocásticos
La célula puede sobrevivir luego de ser irradiada, con una alteración
en su genoma
Si la transformación se produce en una célula cuya función es transmitir
información genética a generaciones posteriores, el efecto y gravedad se
expresará en la descendencia de la persona expuesta: EFECTO HEREDITARIO
Si en cambio la transformación ocurre en una célula somática podría dar lugar,
luego de un largo período de latencia, a la inducción de un cáncer: EFECTO
CARCINOGÉNICO
NO Estocásticos o deterministas
La probabilidad del daño en la célula aumenta con la dosis y por encima del
umbral aumenta la gravedad del daño
Son la consecuencia de la sobreexposición externa o interna, instantánea o
prolongada sobre todo o parte del cuerpo, provocando la muerte de una cantidad de
células tal que no pueda ser compensada por la proliferación de células viables
La pérdida resultante de células puede causar deterioros severos de la función de un
órgano o tejido en distintos grados de dosis y según la dosis.
Efectos
deterministas
De todo el
cuerpo
Hematopéyico
Gastrointestinal
Neurológica
Localizada
piel
Aparato
respiratorio,
disgestivo, etc
ocular
reproductor
Según la
sobreexposición
se analiza
SAR
HEMATOPÉYICO
Con dosis entre 1 – 10
Gy en todo el cuerpo
Disminución y muerte
de linfocitos
GASTROINTESTINAL
Con dosis entre 10 y
50 Gy
Anorexia, letargia,
disminución de fluidos
y electrolitos, etc
NEUROLÓGICA
Con dosis superiores a
50 Gy
Cambios patológicos en
el sistema nervioso
central, edemas y
hemorragias
SÍNDROME AGUDO DE
RADIACIÓN
De todo el cuerpo
Los distintos órganos y tejidos del
cuerpo expresan insuficiencia en
distintos rangos de dosis, y según la
misma se pueden distinguir las
siguientes formas del Síndrome Agudo
de Radiación (SAR)
LOCALIZADA
PIEL
Sistema: digestivo,
respiratorio, urinario,
nervioso central
A NIVEL OCULAR
SISTEMA REPRODUCTOR
PIEL
Depende de la dosis,
penetración y área
irradiada
Severidad de síntomas
igual que las
quemaduras comunes:
úlceras, ampollas,
necrosis
3 – 20 Gy eritema
10 – 25 Gy
radiodermitis
Mas de 25 Gy Necrosis
OJOS
El cristalino es el mas
sensible entre los
tejidos del ojo
Se producen
opacidades como
consecuencia del daño
y generación de
cataratas
1Gy en tratamiento
único o 4 Gy en forma
fraccionada
Opacidades a partir
de1- 2 Gy
DIGESTIVO
Síntomas agudos y
crónicos desde
diarrea, úlcera,
estenosis y
obstrucciones
La parte mas sensible
es el delgado, luego
el recto, colon y
estómago
Mortal cuando gran
parte del intestino es
expuesto en forma
aguda a una dosis
mayor de 10 Gy
RESPIRATORIO
Pulmón es el más
sensible produciendo
neumonitis por
irradiación y
radiofibrosis
Puede manifestarse
una fibrosis con
campos de radiación
muy grandes
Irradiación aguda
8-10 Gy y de 20-30 Gy
para exposiciones
fraccionadas en 6 – 8
semanas.
Cardiovascular
El corazón no es un
órgano altamente
radiosensible
Puede haber
degeneración
miocárdica, derrame
pericárdico y
pericarditis
40 – 60 Gy
degeneración de
células endoteliales y
engrosamiento de la
menbrana
Urinario
El riñón es el órgano
mas radiosensible,
luego sigue la vejiga
y los uréteres
Se produce reducción
renal, nefritis aguda
y nefritis crónica
Con dosis de 20 Gy
hay reducción, con
aumento de la
hipertensión arterial
Nervioso
central
El corazón no es un
órgano altamente
radiosensible
Puede haber
degeneración
miocárdica, derrame
pericárdico y
pericarditis
40 – 60 Gy
degeneración de
células endoteliales y
engrosamiento de la
menbrana
Reproductor
Ovario: es el mas
radiosensible entre 2 - 6
Gy produce esterilidad,
las mujeres mayores son
mas susceptibles
Testículo: órgano
radiosensible,. Entre
0.1 – 0.15 Gy produce
esterilidad
Mayor a 6 Gy
esterilidad permanente
Efectos prenatales
Son consecuencia de irradiaciones durante la vida intrauterina. Los sistemas en desarrollo son diferentes de
los sistemas “adultos”, y durante buena parte del desarrollo, son sistemas muy indiferenciados, con un
índice mitótico alto y una alta capacidad de proliferación.
Periodo preimplantacional
• Durante este período el principal efecto de la radiación es la muerte del huevo, dependiendo de
momentos de máxima sensibilidad
Período embrionario
• las dosis umbral se encontraría entre 0,5 y 1Gy
Periodo fetal
El desarrollo del sistema nervioso central en este período es el más vulnerable. El Retraso Mental Severo (RMS) es el efecto
más importante durante este período. El sistema nervioso en desarrollo resulta un blanco particularmente sensible.
Los visto nos permite entender que los órganos
o tejidos expuestos a la radiación ionizante,
tienen diferentes tipo de “SENSIBILIDAD”
RADIOSENSIBILIDAD
Radiosensibilidad
La entenderemos como la mayor o menor afectación
celular de los diversos tejidos baja la acción de la
radiación ionizante
Si una población es muy radiosensible, implica que a
dosis bajas de radiación mueren células de la población
en estudio, dependiendo de la célula en estudio
Leyes de Bergonie y Tribondeau
Una célula es más radiosensible cuanto mayor es su
actividad reproductiva
Mas radiosensible cuanto mas larga sean sus divisiones,
para adaptar su forma y función definitiva
Mas radiosensible cuanto mas diferenciada sea, es decir,
no haya alcanzado un alto grado de especialización
Ejemplos:
1) En el testículo: la espermatagonia es la célula no diferenciada y el espermatozoide es la
célula madura diferenciada
2) Sistema hematopoyético: glóbulo rojo es célula madura diferenciada y el eritoblasto es
célula no diferenciada
3) A nivel de tejidos y órganos: el parénquima es más radiosensible que el estroma
• Células intermitóticas vegetativas, son las más sensibles del organismo: células
de la epidermis, criptas intestinales, espermatagonias, eritroblastos
Primera categoría
• Células intermitóticas diferenciadas
Segunda categoría
• Células endoteliales de vasos sanguíneos
Tercera categoría
• Postmitóticas reversibles, como las renales y hepáticas
Cuarta categoría
• Postmitóticas fijas, y son mas radioresistentes como las nerviosas, musculares,
eritrocitos, espermatozoides
Quinta categoría
RS
ALTA
MÉDULA ÓSEA
BAZO
TIMO
GÓNADAS
CRISTALINO
LINFOCITOS
RS
MEDIA
PIEL
ÓRGANOS
(HÍGADO
CORAZÓN
PULMONES)
MESODERMO
RS
BAJA
MUSCULOS
SISTEMA
NERVIOSO
HUESOS

efectos biologicos radiacion.powerpoint.pdf

  • 1.
    Radioprotección Efectos biológicos delas radiaciones ionizantes
  • 2.
    Preguntas disparadoras: ¿Como afectala radiación biológicamente, y de que manera lo hace?, Desde la protección radiológica: ¿que medidas se debe tomar, desde lo personal, con el paciente y desde lo estructural (sala de rayos), para minimizar la exposición a la radiación?, ¿Cómo podemos medir la radiación a la que estamos expuestos? En el empleo de un equipo de rx fijo y uno móvil, en tomografía, en fluoroscopía ¿Qué parámetros internacionales y nacionales debemos considerar en cuánto a dosis absorbida y equivalente?, ¿que medidas desde la protección radiológica deberemos priorizar?
  • 3.
    Acción de laradiación (¿de que manera interactúa con las células y con que componentes?) Efecto biológico de la radiación (luego de su interacción, ¿qué efecto puede ocasionar?) Protección radiológica
  • 4.
    INTERACCIÓN DE LA RADIACIÓN A nivel celular,es al azar: si incide sobre una célula puede o no haber daño No es selectiva, no muestra preferencia por ninguna estructura celular particular La lesión en la célula (si hay) es inespecífica: puede deberse a otra causa Al absorber la energía ionizante, los fenómenos que suceden, el organismo trata de compensar esas lesiones y restaurarse Criterios de inicio que debemos tener en cuenta
  • 5.
    ACCIÓN DE LA RADIACIÓN DIRECTA (Dessauer) Partícula iónicaincide sobre macromoléculas: produce la rotura de una molécula clave ADN, ARN, enzimas, etc Indirecta (Rajewsky) Absorción de energía disipada en medios intracelulares, es decir afectan al medio en el que se desarrollan las actividades celulares Por ejemplo con el agua del citoplasma
  • 6.
    ACCIÓN DIRECTA La interacciónes azarosa y se explica por el impacto de las radiaciones con moléculas únicas e insustituibles: ADN y generan cambios en la información genética (Mutaciones) Donde ocurra el impacto, será afectada la vida celular en mayor o menor medida Como la energía radiante la consideramos constituidas por fotones (discontinua), esta acción implica la colisión entre una partícula con energía y los componentes celulares.
  • 7.
    El ADN (ácidodesoxiribunucleico) y el ARN (Ácido ribonucleico) son polinucleótidos (muchos nucleótidos unidos entre si). El ADN lleva la información genética de la célula y el ARN actúa como molécula intermediaria para convertir la información en secuencias proteínicas definidas Cada nucleótido consta de tres unidades diferentes: - un azúcar de cinco carbonos (sea ribosa en el ARN o desoxirribosa como en el ADN) - una base nitrogenada - y una molécula de fosfato (PO4 3- )
  • 8.
    Las cadenas seasocian una con otra por enlaces puente de hidrógeno formando una bicatenaria, que se forman entre los nucleótidos de una cadena con los nucleótidos de la otra cadena. El puente de hidrógeno se efectúa cuando la G forma enlace puente de hidrógeno con la C, la A con la T Las cadenas se asocian una con otra por enlaces puente de hidrógeno que se forman entre los nucleótidos de una cadena con los nucleótidos de la otra cadena
  • 9.
    Acción de laradiación Rotura de un esqueleto en una cadena o en ambas cadenas Ruptura de la unión puente de hidrógeno entre dos cadenas Sustitución o pérdida de una base nitrogenada
  • 10.
    ACCIÓN INDIRECTA La energíaes absorbida por el medio celular ya sea en sus membranas o citoplasma, modificándolos Si ocurre en las membranas se producen alteraciones de la permeabilidad, intercambiando fluidos en cantidades mayores que lo normal y su función de multiplicación no se lleva a cabo Si interactúa en el citoplasma, interactúa con el agua que es su principal componente, generando radicales libres, lo que implica una ruptura homolítica de unos de sus enlaces: RADIOLOSIS DEL AGUA
  • 12.
    En el métodoindirecto, no solo puede interactuar con el agua, también puede con: - Carbohidratos - Lípidos - Proteínas El efecto en ellas es transitorio porque se sintetizan y no efecto apreciable. Si las lesiones son en el ADN en el caso de las directas, los efectos pueden ser: - Hereditarios - Mutuaciones puntuales - Cambios en la estructura del ADN Los efectos somáticos pueden ser: - Tumores - Esterelidad - Anormalidad en el desarrollo fetal Consideraciones:
  • 13.
    Acción de laradiación (¿de que manera interactúa con las células y con que componentes?) Efecto biológico de la radiación (luego de su interacción, ¿qué efecto puede ocasionar?) Protección radiológica
  • 14.
    Efectos biológicos dela radiación EFECTOS ESTOCÁSTICOS La probabilidad de que se produzca el efecto depende de la dosis pero su severidad no depende de ella y no tiene dosis umbral NO ESTOCÁSTICOS O DETERMINISTAS La gravedad del efecto y su frecuencia dependen de la dosis y esta relación dosis – efecto tiene umbral
  • 15.
    Estocásticos La célula puedesobrevivir luego de ser irradiada, con una alteración en su genoma Si la transformación se produce en una célula cuya función es transmitir información genética a generaciones posteriores, el efecto y gravedad se expresará en la descendencia de la persona expuesta: EFECTO HEREDITARIO Si en cambio la transformación ocurre en una célula somática podría dar lugar, luego de un largo período de latencia, a la inducción de un cáncer: EFECTO CARCINOGÉNICO
  • 16.
    NO Estocásticos odeterministas La probabilidad del daño en la célula aumenta con la dosis y por encima del umbral aumenta la gravedad del daño Son la consecuencia de la sobreexposición externa o interna, instantánea o prolongada sobre todo o parte del cuerpo, provocando la muerte de una cantidad de células tal que no pueda ser compensada por la proliferación de células viables La pérdida resultante de células puede causar deterioros severos de la función de un órgano o tejido en distintos grados de dosis y según la dosis.
  • 17.
  • 18.
    SAR HEMATOPÉYICO Con dosis entre1 – 10 Gy en todo el cuerpo Disminución y muerte de linfocitos GASTROINTESTINAL Con dosis entre 10 y 50 Gy Anorexia, letargia, disminución de fluidos y electrolitos, etc NEUROLÓGICA Con dosis superiores a 50 Gy Cambios patológicos en el sistema nervioso central, edemas y hemorragias SÍNDROME AGUDO DE RADIACIÓN De todo el cuerpo Los distintos órganos y tejidos del cuerpo expresan insuficiencia en distintos rangos de dosis, y según la misma se pueden distinguir las siguientes formas del Síndrome Agudo de Radiación (SAR)
  • 20.
  • 21.
    PIEL Depende de ladosis, penetración y área irradiada Severidad de síntomas igual que las quemaduras comunes: úlceras, ampollas, necrosis 3 – 20 Gy eritema 10 – 25 Gy radiodermitis Mas de 25 Gy Necrosis OJOS El cristalino es el mas sensible entre los tejidos del ojo Se producen opacidades como consecuencia del daño y generación de cataratas 1Gy en tratamiento único o 4 Gy en forma fraccionada Opacidades a partir de1- 2 Gy DIGESTIVO Síntomas agudos y crónicos desde diarrea, úlcera, estenosis y obstrucciones La parte mas sensible es el delgado, luego el recto, colon y estómago Mortal cuando gran parte del intestino es expuesto en forma aguda a una dosis mayor de 10 Gy RESPIRATORIO Pulmón es el más sensible produciendo neumonitis por irradiación y radiofibrosis Puede manifestarse una fibrosis con campos de radiación muy grandes Irradiación aguda 8-10 Gy y de 20-30 Gy para exposiciones fraccionadas en 6 – 8 semanas.
  • 22.
    Cardiovascular El corazón noes un órgano altamente radiosensible Puede haber degeneración miocárdica, derrame pericárdico y pericarditis 40 – 60 Gy degeneración de células endoteliales y engrosamiento de la menbrana Urinario El riñón es el órgano mas radiosensible, luego sigue la vejiga y los uréteres Se produce reducción renal, nefritis aguda y nefritis crónica Con dosis de 20 Gy hay reducción, con aumento de la hipertensión arterial Nervioso central El corazón no es un órgano altamente radiosensible Puede haber degeneración miocárdica, derrame pericárdico y pericarditis 40 – 60 Gy degeneración de células endoteliales y engrosamiento de la menbrana Reproductor Ovario: es el mas radiosensible entre 2 - 6 Gy produce esterilidad, las mujeres mayores son mas susceptibles Testículo: órgano radiosensible,. Entre 0.1 – 0.15 Gy produce esterilidad Mayor a 6 Gy esterilidad permanente
  • 23.
    Efectos prenatales Son consecuenciade irradiaciones durante la vida intrauterina. Los sistemas en desarrollo son diferentes de los sistemas “adultos”, y durante buena parte del desarrollo, son sistemas muy indiferenciados, con un índice mitótico alto y una alta capacidad de proliferación. Periodo preimplantacional • Durante este período el principal efecto de la radiación es la muerte del huevo, dependiendo de momentos de máxima sensibilidad Período embrionario • las dosis umbral se encontraría entre 0,5 y 1Gy Periodo fetal El desarrollo del sistema nervioso central en este período es el más vulnerable. El Retraso Mental Severo (RMS) es el efecto más importante durante este período. El sistema nervioso en desarrollo resulta un blanco particularmente sensible.
  • 24.
    Los visto nospermite entender que los órganos o tejidos expuestos a la radiación ionizante, tienen diferentes tipo de “SENSIBILIDAD” RADIOSENSIBILIDAD
  • 25.
    Radiosensibilidad La entenderemos comola mayor o menor afectación celular de los diversos tejidos baja la acción de la radiación ionizante Si una población es muy radiosensible, implica que a dosis bajas de radiación mueren células de la población en estudio, dependiendo de la célula en estudio
  • 26.
    Leyes de Bergoniey Tribondeau Una célula es más radiosensible cuanto mayor es su actividad reproductiva Mas radiosensible cuanto mas larga sean sus divisiones, para adaptar su forma y función definitiva Mas radiosensible cuanto mas diferenciada sea, es decir, no haya alcanzado un alto grado de especialización
  • 27.
    Ejemplos: 1) En eltestículo: la espermatagonia es la célula no diferenciada y el espermatozoide es la célula madura diferenciada 2) Sistema hematopoyético: glóbulo rojo es célula madura diferenciada y el eritoblasto es célula no diferenciada 3) A nivel de tejidos y órganos: el parénquima es más radiosensible que el estroma
  • 28.
    • Células intermitóticasvegetativas, son las más sensibles del organismo: células de la epidermis, criptas intestinales, espermatagonias, eritroblastos Primera categoría • Células intermitóticas diferenciadas Segunda categoría • Células endoteliales de vasos sanguíneos Tercera categoría • Postmitóticas reversibles, como las renales y hepáticas Cuarta categoría • Postmitóticas fijas, y son mas radioresistentes como las nerviosas, musculares, eritrocitos, espermatozoides Quinta categoría
  • 29.