Efectos Biológicos de las Radiaciones Ionizantes
Principio ALARA
El principio ALARA (As Low As Reasonably Achievable) se basa en minimizar la exposición a la radiación. Se fundamenta en tres pilares:
- Distancia: A mayor distancia de la fuente de radiación, menor es la dosis recibida.
- Blindaje: El uso de barreras, como paredes plomadas, reduce la exposición a la radiación.
- Tiempo: Reducir el tiempo de exposición a la radiación minimiza la dosis recibida.
Riesgo-Beneficio: El uso de radiaciones ionizantes implica un riesgo para la salud, aunque mínimo. Sin embargo, el beneficio que aporta, como la mejora de la salud del paciente, justifica su uso en el ámbito sanitario. Es crucial seguir las medidas de protección radiológica para minimizar el riesgo.
Mecanismos de Daño Celular
Los efectos biológicos de la radiación se dividen en:
- Directos: Provienen de la ionización de las moléculas celulares.
- Indirectos: Se deben a la formación de radicales libres con alto poder oxidante que dañan las células.
Fases del Daño Celular:
- Fase inicial: Absorción instantánea de la energía de la radiación por la célula.
- Segunda fase: Formación de radicales libres. La lesión celular depende de la energía de la radiación y el tiempo de exposición.
- Tercera fase: Mecanismos de daño aún desconocidos.
Lesión Celular
La gravedad de la lesión celular depende de la energía de la radiación y el tiempo de exposición. Se pueden observar diferentes tipos de lesiones:
- Muerte celular: Se busca este efecto en células tumorales durante la radioterapia.
- Inhibición de la mitosis: La radiación puede detener la división celular, llevando a la muerte celular.
- Lesión celular con reparación exitosa: Los mecanismos de reparación celular pueden revertir el daño causado por la radiación.
Las células germinales (gametos) son especialmente sensibles a la radiación. Si resultan dañadas, puede producirse esterilidad o mutaciones genéticas en la descendencia. Las mutaciones en células somáticas pueden dar lugar al desarrollo de cáncer.
Radio-sensibilidad Celular
La radio-sensibilidad de una célula depende de su grado de diferenciación y su tasa metabólica. Las células menos diferenciadas y con metabolismo rápido son más radio-sensibles.
Tipos de células según su radio-sensibilidad:
- Radio-sensibles: Espermatozoides, ovocitos, células hematopoyéticas (médula ósea), células epiteliales.
- Intermedias: Células óseas, tejido conjuntivo, células endoteliales, cartílago.
- Resistentes: Células musculares y neuronas.
La radio-sensibilidad de un tejido está determinada por la célula más sensible que lo compone. Por ejemplo, la radio-sensibilidad del cerebro está limitada por la sensibilidad de sus vasos sanguíneos, que son más sensibles que las neuronas.
Factores que Modifican la Respuesta a la Radiación
- Dosis: A mayor dosis de radiación, mayor es el efecto biológico.
- Tasa de dosis: Fraccionar la dosis total en varias dosis más pequeñas puede reducir el daño.
- Área expuesta: A mayor área corporal expuesta a la radiación, mayor es el daño.
- Tipo de tejido: Diferentes tejidos tienen distinta radio-sensibilidad.
- Edad: Los individuos más jóvenes son más sensibles a la radiación.
- Transferencia Lineal de Energía (LET): A mayor LET, mayor es el daño biológico.
- Efecto oxígeno (O2): La presencia de oxígeno en los tejidos aumenta la formación de radicales libres y, por lo tanto, el daño celular.
- Latencia: Tiempo transcurrido entre la exposición a la radiación y la aparición de los efectos biológicos.
- Tipo de células: Las células somáticas y las células germinales (gónadas) tienen diferente radio-sensibilidad y consecuencias en caso de daño.
Curvas Dosis-Efecto
Las curvas dosis-efecto son representaciones gráficas que muestran la relación entre la dosis de radiación y la probabilidad de que ocurra un efecto biológico. Se utilizan para estimar los riesgos de la exposición a la radiación.
No existe un umbral de dosis para los efectos genéticos, por lo que cualquier exposición, por pequeña que sea, conlleva un riesgo. Para los efectos somáticos, se considera que existe un umbral por debajo del cual no se observan efectos. Es fundamental minimizar la dosis de radiación en cualquier caso.
Efectos sobre el Feto
La radiación durante el embarazo puede tener graves consecuencias para el feto. Los efectos dependen de la dosis de radiación y la etapa de desarrollo del feto. Cuanto más temprana sea la gestación, mayor es el riesgo de daño.
- 1ª-2ª semana: Puede producirse un aborto espontáneo.
- 2ª-6ª semana: Alto riesgo de malformaciones congénitas, especialmente en el sistema nervioso central.
A medida que avanza la gestación, el riesgo de daño disminuye, pero sigue siendo importante evitar la exposición a la radiación durante todo el embarazo.
Efectos Genéticos
La radiación de las gónadas (células reproductoras) puede causar mutaciones genéticas que se transmiten a la descendencia. Las mutaciones en células somáticas no se heredan, pero pueden aumentar el riesgo de cáncer en el individuo expuesto.
Efectos Tardíos
Latencia: Periodo de tiempo entre la exposición a la radiación y la aparición de los efectos tardíos.
- Cristalino: La radiación puede causar cataratas.
- Piel: Radiodermitis (quemaduras) y cáncer de piel.
- Carcinogénesis: La radiación ionizante es un factor de riesgo para el desarrollo de cáncer.
Factores de Riesgo de Carcinogénesis
La carcinogénesis es el proceso de formación de cáncer. Se estima que las radiaciones ionizantes son responsables de aproximadamente el 3% de los cánceres. Los factores de riesgo de carcinogénesis inducida por radiación incluyen:
- Factores del sujeto: La salud general del individuo, su predisposición genética y otros factores individuales influyen en el riesgo de desarrollar cáncer.
- Factores del tipo de radiación: La dosis de radiación, el tipo de radiación y la tasa de dosis son factores importantes.
- Factores ambientales: La exposición a radiación natural (cósmica, terrestre) y artificial (procedimientos médicos, accidentes nucleares) también influye en el riesgo.
Tipos de Exposición
- Parcial: La radiación afecta solo a una parte del cuerpo.
- Corporal total: Todo el cuerpo está expuesto a la radiación. Suele ocurrir en accidentes radiológicos.
Gray (Gy): Unidad de medida de la dosis absorbida de radiación. Representa la cantidad de energía absorbida por kilogramo de tejido.
Sievert (Sv): Unidad de medida de la dosis equivalente de radiación. Tiene en cuenta el tipo de radiación y su efecto biológico en diferentes tejidos.
Síndrome de Enfermedad Aguda por Radiación (SEAR)
El SEAR se produce tras una exposición a altas dosis de radiación en un corto periodo de tiempo. Se caracteriza por la aparición de una serie de síntomas que se agrupan en tres síndromes principales y cuatro fases:
Síndromes:
- Hematopoyético: Afecta a las células de la médula ósea, causando anemia, leucopenia y trombocitopenia.
- Digestivo: Daña el epitelio del tracto gastrointestinal, provocando náuseas, vómitos, diarrea y deshidratación.
- Neurovascular: Se produce tras exposiciones a dosis muy altas de radiación y se caracteriza por alteraciones neurológicas, cardiovasculares y respiratorias.
Fases:
- Pródromo: Aparecen los primeros síntomas, como náuseas, vómitos y fatiga, poco después de la exposición.
- Latencia: Periodo asintomático que puede durar desde horas hasta semanas.
- Enfermedad manifiesta: Se desarrollan los síntomas característicos de cada síndrome.
- Recuperación o muerte: Dependiendo de la dosis de radiación y la gravedad de los síntomas, el individuo puede recuperarse o fallecer.
Manejo de la Contaminación Radiactiva
En caso de contaminación radiactiva, es fundamental:
- Alejar al individuo de la fuente de radiación.
- Desnudar al sujeto y lavar las heridas con agua y jabón.
- Duchar al individuo con agua abundante.
- Aislar al individuo para evitar la propagación de la contaminación.
- Valorar la gravedad de la contaminación y administrar el tratamiento adecuado.
En caso de contaminación con radioisótopos, se deben tomar medidas específicas para neutralizar o eliminar la sustancia radiactiva del cuerpo. Por ejemplo, el yoduro de potasio se utiliza para bloquear la absorción de yodo radiactivo por la glándula tiroides.
Protección Radiológica en el Ámbito Laboral
Los trabajadores que manipulan radiaciones ionizantes deben seguir las normas de seguridad radiológica para minimizar su exposición. Estas normas incluyen:
- Realizar reconocimientos médicos periódicos.
- Utilizar las radiaciones ionizantes solo cuando sea estrictamente necesario.
- Cumplir con los protocolos de seguridad y utilizar los equipos de protección individual (EPI) adecuados.