Guía del estudiante: efectos mutagénicos de la radiación ionizante

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Guía del Estudiante Semana Dos

Cordial saludo.

Durante la segunda semana de este DIPLOMADO DE PROTECCION RADIOLOGICA veremos los siguientes temas:

Efectos Mutagénicos de la Radiación Ionizante

Principales Órganos Afectados y sus Consecuencias

Como es bien sabido, la unidad básica del organismo vivo es la célula. Los efectos biológicos de las radiaciones ionizantes derivan del daño que éstas producen en la estructura química de las células, fundamentalmente en la molécula de ADN (ácido desoxirribonucleico). En el ADN se encuentra toda la información necesaria para controlar funciones celulares como el crecimiento, la proliferación y la diferenciación. Además, esta información se transmite a las células de la descendencia.

Las trayectorias de radiación pueden depositar energía directamente en el ADN (efecto directo) o pueden ionizar otras moléculas de la célula, especialmente las moléculas de agua, para formar radicales libres que pueden dañar al ADN (efecto indirecto). Dentro de la célula los efectos indirectos ocurren en distancias muy cortas, del orden de pocos nanómetros, ya que la distancia de difusión de los radicales está limitada por su reactividad. Aunque es difícil determinar de forma precisa la contribución de los efectos directos y los indirectos en el daño del ADN causado por radiación, evidencias obtenidas introduciendo en las células captadores de radicales libres sugieren que cerca del 35% es exclusivamente directo y el 65% tiene un componente indirecto, para radiaciones de baja transferencia lineal de energía (rayos-X o rayos-gamma).

Las lesiones que la radiación puede inducir en el ADN son muy diversas y entre ellas se pueden mencionar las roturas de una o de las dos cadenas (roturas sencillas o dobles), recombinaciones, sustituciones de bases, deleciones, etc. En algunos casos, estos cambios en la estructura del ADN se traducen en aberraciones cromosómicas, lesiones que pueden ser utilizadas como parámetros para la medida de la dosis absorbida (dosimetría biológica).

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Las Radiaciones Ionizantes y sus Efectos sobre el Organismo

Naturaleza y Mecanismos de los Efectos Biológicos de la Radiación

Deposición de energía. A diferencia de otras formas de radiación, la radiación ionizante es capaz de depositar suficiente energía localizada para arrancar electrones de los átomos con los que interactúa. Así, cuando la radiación colisiona al azar con átomos y moléculas al atravesar células vivas, da lugar a iones y radicales libres que rompen los enlaces químicos y provoca otros cambios moleculares que dañan las células afectadas.

Efectos sobre el ADN Celular

Cualquier molécula de la célula puede ser alterada por la radiación, pero el ADN es el blanco biológico más crítico, debido a la redundancia limitada de la información genética que contiene.

Efectos sobre los Genes

El daño del ADN que queda sin reparar o es mal reparado puede manifestarse en forma de mutaciones, cuya frecuencia parece aumentar como una función lineal de la dosis

Efectos sobre los Cromosomas

Las lesiones por radiación del aparato genético pueden causar también cambios en el número y la estructura de los cromosomas, modificaciones cuya frecuencia se ha observado que aumenta con la dosis en trabajadores expuestos, en supervivientes de la bomba atómica y en otras personas expuestas a la radiación ionizante.

Efectos sobre la Supervivencia Celular

Entre las reacciones más tempranas a la irradiación figura la inhibición de la división celular, que aparece en seguida tras la exposición, aunque su grado y duración varían con la dosis.

Efectos sobre los Tejidos

Las células maduras que no están en división son relativamente radioresistentes, pero las que se dividen dentro de un tejido son radiosensibles, por lo que la irradiación intensiva puede matar un número suficiente para que el tejido se atrofie.

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Pilares de la Radioprotección

Justificación, Optimización y Limitación

El sistema de protección radiológica se basa en tres pilares:

1. Justificación de las prácticas.
2. Optimización.
3. Limitación de la dosis.

Justificación de Prácticas

JUSTIFICACIÓN: toda exposición siempre estará debidamente justificada, debe representar un beneficio neto y positivo para la persona expuesta, siendo la mejor de las opciones existentes, tanto para el individuo como para la sociedad en su conjunto. La mayoría de las valoraciones necesarias para justificar una práctica se basan en la experiencia, juicio profesional y sentido común.

Optimización de Acciones

OPTIMIZACIÓN: todas las acciones deberán estar realizadas de forma tal que estén hechas en el mejor modo posible según la tecnología existente en el momento y el grado de conocimiento humano que se posea. La optimización significa que la dosis deberá ser tan baja como sea razonablemente posible (ALARA) tomando en cuenta los factores económicos y sociales. Muchas veces la optimización en radiología diagnóstica no necesariamente significa la reducción de la dosis al paciente, las rejillas anti difusoras mejoran el contraste y resolución de la imagen, pero incrementan la dosis del paciente por un factor de 2 a 4.

Limitación de la Dosis

LIMITACIÓN DE LA DOSIS: se recomiendan dosis limite de referencia y se dan consejos.

Principio ALARA

Estos tres principios cardinales de ALARA pueden minimizar o incluso prevenir la exposición innecesaria a la radiación cuando se trabaja con radiación o cerca de ella. El objetivo ALARA se puede lograr poniendo en práctica estos principios:

1. Tiempo: Si trabaja cerca de una fuente radiactiva, debe tratar de limitar la cantidad de tiempo que pasa cerca de ella. Termina tu tarea lo más rápido posible para evitar pasar más tiempo del necesario cerca de la fuente. Evite quedarse en ambientes riesgosos como áreas contaminadas y áreas de radiactividad en el aire.

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1. Distancia: Cuanto más lejos esté de la fuente radiactiva, mejor. Al mantener una distancia segura de las fuentes de rayos X, finalmente disminuye su dosis. Maximice su distancia y evite levantar una fuente fuerte con sus manos.
2. Blindaje: El blindaje es otra medida de protección contra la radiación. Coloque algo entre usted y la fuente de radiación para minimizar su exposición. Tenga en cuenta que el blindaje más eficaz depende del tipo de radiación que emita la fuente. Algunos ejemplos incluyen protectores de hormigón, plomo y plásticos especiales.

La Radiación como Factor de Riesgo Físico sobre el Personal Asistencial

La Radiación y el Mundo Laboral

La radiación ionizante está presente en el entorno de los seres humanos (por ejemplo, en los rayos cósmicos o en el material radioactivo presente en la naturaleza). Esta constituida por rayos X y rayos gamma (radiaciones electromagnéticas) y por radiaciones corpusculares (partículas subatómicas alfa y beta, y radiación neutrónica). La radiación ionizante puede inducir efectos agudos (por ejemplo, quemaduras) o a largo plazo (por ejemplo, cáncer y enfermedades hereditarias), clasificados también como efectos deterministicos y estocásticos.

Las fuentes de radiactividad se utilizan en todo el mundo para muy diversas aplicaciones beneficiosas en industria, medicina, investigación, agricultura y educación. La mejora de los servicios de salud, junto con el envejecimiento de la población, ha incrementado la utilización de radionucleidos y de radiaciones con fines de diagnóstico y tratamiento. La amenaza del terrorismo, los usos potencialmente maliciosos de las fuentes radiactivas, el efecto gravoso de los costos y el uso generalizado de dispositivos nucleares obligan a las autoridades estatales a tomarse más seriamente que nunca la protección y la seguridad frente a la radiación.

Equipos para Detección y Medición de Radiación

Niveles de Riesgo para la Salud

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Fundamentos Físicos de la Detección de Radiación

El organismo humano no puede percibir directamente muchos agentes físicos del mundo que le rodea; entre ellos figuran las radiaciones ionizantes.

Gran parte del desarrollo científico y técnico de la humanidad responde al deseo del hombre de remediar sus propias insuficiencias. Así, el ojo humano constituye un órgano maravilloso, pero no es capaz de ver todo lo que puede ser visto. Por ello fue inventado y perfeccionado el telescopio, que aumenta la distancia de visión millones de veces y también el microscopio óptico y el microscopio electrónico, que permiten ver objetos muchísimo más pequeños que los que puede distinguir el ojo desnudo.

Análogamente, el hombre ha ideado procedimientos y aparatos para detectar, medir y analizar las radiaciones ionizantes a fin de prevenir sus posibles efectos perjudiciales, y poder, en cambio, sacar ventaja de sus múltiples aplicaciones. Para ello se estudian las distintas formas de interacción de la radiación con la materia.

Los principales efectos que produce la radiación al atravesar la materia son:

1. Producción de carga (ej .: ionización de los gases)
2. Excitación de luminiscencia en algunos sólidos.
3. Disociación de la materia.

Como ya se ha dicho, cuando la radiación ionizante atraviesa un gas, provoca la ionización de una parte de sus átomos y, por consiguiente, la liberación de iones positivos y electrones negativos. Con ello, el gas, que primitivamente se comportaba como un aislante eléctrico, pasa a ser parcialmente conductor. Midiendo la corriente eléctrica que por él circula, en determinadas condiciones, puede deducirse la intensidad de la radiación que lo atraviesa.

De una manera parecida, la radiación provoca, al atravesar ciertos sólidos transparentes, la excitación de una fracción de los átomos de la sustancia atravesada, los cuales se desexcitan inmediatamente emitiendo fotones luminosos. La medida de la luz emitida permite medir y analizar la radiación ionizante que provocó la excitación.

Los efectos producidos por la cesión de energía de la radiación, pueden dar lugar a disociación, proceso en el que se rompen enlaces químicos produciendo alteraciones en la constitución de la materia. Un ejemplo de este fenómeno es el ennegrecimiento de placas fotográficas.

Las radiaciones ionizantes pueden atravesar la envoltura que protege de la luz ordinaria a una película fotográfica y ennegrecerla. Midiendo después la intensidad

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