Índice
Autores: Cristina Canal Antón (TSID y TER), Maira Fernández Antolín (TSID) y María Mar Martorán Rodríguez (TSID)
Introducción
Desde el descubrimiento de los Rayos X en 1895 por Wilhelm Conrad Roentgen los usos médicos y estudios de las radiaciones ionizantes han ido evolucionado a lo largo de los años. Actualmente son muchas sus aplicaciones en el diagnóstico de enfermedades (Radiología general, mamografía, TAC…) y en el tratamiento de tumores (radioterapia y braquiterapia), pero al mismo tiempo, pueden producir efectos dañinos sobre las estructuras biológicas del ser humano causando daños y alterando la estructura de la materia.
Radiaciones ionizantes
Las radiaciones ionizantes están formadas por partículas o por ondas electromagnéticas de muy alta frecuencia con la suficiente energía como para producir la ionización de un átomo y romper los enlaces atómicos que mantienen las moléculas unidas en las células. Estas alteraciones pueden ser más o menos graves según la dosis de radiación recibida por el paciente.
Existen varios tipos de radiaciones ionizantes:
Radiaciones alfa
Son núcleos de helio 4 que se emiten en determinadas desintegraciones nucleares y que están formados por dos neutrones y dos protones. Son poco penetrantes, se frenan con una hoja de papel.
Radiaciones beta
Son flujos de electrones (beta negativas) o positrones (beta positivas) liberados en determinadas desintegraciones nucleares. Son algo más penetrantes que las alfa, ya que pueden traspasar una hoja de papel, pero no pueden penetrar una lámina de aluminio.
Rayos X y gamma
Son radiaciones electromagnéticas sin carga ni masa. Las radiaciones gamma proceden de la desintegración de los núcleos inestables de algunos elementos radiactivos y los rayos X proceden de las capas externas del átomo, donde se encuentran los electrones. Este tipo de radiaciones son bastante penetrantes, atraviesan la hoja de papel y la lámina de aluminio y para frenarlas se precisa una lámina de plomo de grosor suficiente.
Neutrones
Son un tipo de radiación muy penetrante. Al no tener carga eléctrica, los neutrones penetran fácilmente la estructura de determinados átomos y provocan su división.
El ADN
El ADN, o ácido desoxirribonucleico, es la molécula que contiene la información genética de todos los seres vivos, incluso algunos virus. El ácido desoxirribonucleico, abreviado como ADN, es un ácido nucleico que contiene las instrucciones genéticas usadas en el desarrollo y funcionamiento de todos los organismos vivos y algunos virus; también es responsable de la transmisión hereditaria.
La función principal de la molécula de ADN es el almacenamiento a largo plazo de información para construir otros componentes de las células, como las proteínas y las moléculas de ARN. Los segmentos de ADN que llevan esta información genética son llamados genes, pero las otras secuencias de ADN tienen propósitos estructurales o toman parte en la regulación del uso de esta información genética.
Mecanismo de acción biológica de las radiaciones ionizantes
Los efectos biológicos de las radiaciones ionizantes en los organismos vivos dependen del grado de daño sobre el DNA que es la molécula blanco. Se pueden producir por dos tipos de acción:
Acción directa
La acción directa tiene lugar cuando un fotón interactúa con una molécula biológica a la que cede energía (ADN, ARN, enzimas, etc). En estas condiciones las moléculas resultan ionizadas o excitadas, conduciendo ambos casos a través de procesos de radiolisis, a la alteración de las moléculas “impactadas”.
Acción indirecta
La acción indirecta de la radiación implica la absorción de la energía disipada en medios intracelulares, principalmente agua. La absorción de la energía de la radiación puede dar lugar a la formación de radicales libres, que son átomos o moléculas que contienen un electrón de un orbital externo desapareado. Los radicales libres presentan una alta reactividad química por la tendencia del electrón libre a unirse a otro electrón de un átomo de una molécula próxima. Su origen puede ser diverso, a partir de variadas moléculas celulares, incluida la molécula del ADN.
Efectos biológicos de la radiación
Efectos deterministas
Un efecto determinista es aquél cuya gravedad depende de la dosis de radiación, como por ejemplo “quemaduras” en la piel. La expresión “determinista” se debe a que ocurre con certeza una vez que se traspasa un umbral de dosis.
Efectos estocásticos o aleatorios
Un efecto estocástico es aquel cuya probabilidad de que aparezca aumenta con la dosis de la radiación, pero la gravedad es la misma (no depende de la dosis), por ejemplo, el desarrollo de un cáncer. No hay umbral para los efectos estocásticos. La palabra estocástico significa algo que ocurre al azar y es de naturaleza aleatoria.
Conclusiones
La interacción de la radiación ionizante con la materia viva, tiene unas propiedades generales:
– Aleatoriedad: Significa que la interacción es una función de probabilidad de daño o no, como una lotería.
– Instantaneidad: Nos indica que los efectos de la interacción de la radiación ionizante con la materia por depósito energético son rapidísimos.
–
No selectividad: Es la propiedad que nos expresa que la radiación no discrimina
al objeto con el que interacciona.
– Inespecificidad: Es la característica de la interacción de la radiación
ionizante con la materia que expone el hecho de que las lesiones producidas por
la radiación no son específicas.
– Poseer un periodo de latencia: Es el periodo que transcurre entre la acción del agente causal y la aparición de los primeros síntomas.
– Umbrales: Algunos efectos sólo se producen si superan un determinado valor de dosis.
– Acción acumulativa: La acción de una dosis se puede sumar a la de dosis anteriores y ocasionar en el tiempo efectos acumulativos.
Bibliografía
– CSN (Consejo de Seguridad Nuclear)
– CIEMAT (Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas)
– Protección radiológica (TER Servicio de Salud del Principado de Asturias) Editorial Mad.
– Webgrafía: Wikipedia.